Размещено на http://www.allbest.ru/

Харківський національний педагогічний університет імені Г.С. Сковороди

УДК 378.147.001.66

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата педагогічних наук

Підготовка студентів природничо-математичних спеціальностей до технічного конструювання у вищих педагогічних навчальних закладах

13.00.09 _ теорія навчання

Дейниченко Геннадій Володимирович

Харків 2009

Загальна характеристика роботи

Актуальність і доцільність дослідження. У Концепції розвитку педагогічної освіти в Україні (2004 р.) та Національній доктрині розвитку освіти в Україні в ХХІ столітті (1993 р.) визначено, що держава має забезпечувати підготовку кваліфікованих кадрів, здатних до творчої праці, впровадження наукоємних технологій, що спрямовує вищі педагогічні навчальні заклади на перегляд змісту, методів, форм навчання й вимагає розробки ефективних технологій забезпечення готовності до професійної діяльності майбутнього вчителя. Важливе місце в цьому процесі належить питанням підготовки студентів педагогічних ВНЗ до технічного конструювання. Визначена проблема не є новою для педагогічної науки. Так, наприкінці 50-х - початку 60-х років ХХ століття з'являються наукові дослідження (М.Єрецький, Д.Комський), присвячені розкриттю окремих аспектів підготовки вчителя до технічного конструювання. Це було пов'язане з упровадженням у середні загальноосвітні школи нових навчальних планів і програм, які передбачали введення уроків праці, починаючи з першого класу, практичних занять учнів у майстернях, на навчально-дослідних ділянках, спеціальних практикумів з основ виробництва. Разом з тим із метою забезпечення викладання цих дисциплін у середній школі Львівський, Мелітопольський, Уманський, Київський, Харківський, Запорізький педагогічні інститути починають готувати вчителів за спеціальностями “фізика й основи виробництва”; “математика і креслення”; “фізика, креслення та основи виробництва” тощо. У 1958 році з 32 педагогічних інститутів України 28 готували вчителів фізики й основ виробництва, у Київському та Львівському педагогічних інститутах було створено інженерно-педагогічні факультети, відкрито нові спеціальності “Учитель фізики і технічної механіки”, “Загальнотехнічні дисципліни і фізика” тощо, а починаючи з 70-х до середини 80-х років минулого століття, простежується чітка тенденція до розширення кількості спеціальностей і відкриття спеціальностей широкого профілю, що свідчить про постійний пошук моделі професійної підготовки вчителя фізики до технічного конструювання в цей історичний період.

Наприкінці 80-х - початку 90-х років ХХ століття дослідження проблеми здебільшого пов'язувалося вченими з розвитком дидактики вищої школи, яка підготовку студентів до технічного конструювання вважала складником навчального процесу у ВНЗ, а значення технічного конструювання в підготовці майбутнього вчителя поєднувалося не тільки із забезпеченням свідомого засвоєння навчального матеріалу, міцності набутих знань, умінь, навичок, а й з творчим їх застосуванням на практиці й вихованням особистості (І.Дмитрик, А.Іванчук, Б.Красовський, О.Коваленко, С.Малашенков, А.Плуток, А.Ребко, С.Сисоєва, Б.Сіменач, В.Фам, П.Шевченко та інші).

Разом з тим вивчення існуючої практики підготовки вчителів у педагогічних ВНЗ свідчить про те, що в реальному навчальному процесі формуванню науково-технічної творчості майбутнього вчителя приділяється недостатня увага. Одержані нами результати опитування студентів (опитано 72 особи) свідчать про те, що рівень підготовки студентів педагогічних ВНЗ до технічного конструювання дуже низький. Так, студенти мають прогалини у спеціальних знаннях та вміннях: не знають будови приладів (31,9%), неправильно використовують умовні позначення елементів (44,4%), у виконанні завдання типу “накреслити схему лабораторної установки для дослідження певного фізичного явища” 80,6% студентів допустили суттєві помилки, пов'язані з несформованістю графічних умінь.

Актуальність дослідження зумовлена необхідністю подолання існуючих суперечностей між потребами суспільства в особистостях, здатних вносити нове в науку, культуру, і ступенем дослідження цих питань в теорії педагогіки; набутим досвідом підготовки майбутніх учителів природничо-математичних дисциплін та рівнем розробки технологічного забезпечення процесу їхньої підготовки до технічного конструювання, а також відсутністю фундаментальних досліджень, які б сприяли розв'язанню вказаних суперечностей, що й зумовило вибір теми дослідження - “Підготовка студентів природничо-математичних спеціальностей до технічного конструювання у вищих педагогічних навчальних закладах”.

Зв'язок теми роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційне дослідження виконується згідно з темою науково-дослідницької роботи кафедри загальної педагогіки Харківського національного педагогічного університету імені Г.С. Сковороди “Підвищення ефективності навчально-виховного процесу в середніх загальноосвітніх та вищих педагогічних навчальних закладах” (РК № 1-200199004104). Тему затверджено вченою радою Харківського національного педагогічного університету імені Г.С. Сковороди (протокол № 5 від 25 грудня 2006 р.) й узгоджено в Раді з координації наукових досліджень у галузі педагогіки та психології в Україні (протокол № 2 від 27.02.2007 р.).

Метою дослідження є виявлення впливу реалізації науково-обґрунтованої технології підготовки студентів педагогічних ВНЗ до технічного конструювання на рівні їхньої готовності до професійно-педагогічної діяльності.

Завдання дослідження:

1. Розкрити сутність, функції технічного конструювання в процесі професійної підготовки майбутнього вчителя.

2. Розробити, науково обґрунтувати інтегровану технологію підготовки студентів педагогічних ВНЗ до технічного конструювання й експериментально її перевірити.

3. Уточнити критерії та показники готовності студентів до технічного конструювання.

4. Виявити педагогічні умови ефективності впровадження розробленої технології.

Об'єкт дослідження - процес професійної підготовки студентів вищих педагогічних навчальних закладів у навчанні.

Предмет дослідження - науково-технологічне забезпечення підготовки студентів природничо-математичних спеціальностей до технічного конструювання у вищих педагогічних навчальних закладах.

У ході дослідження було зроблене припущення, що ефективність підготовки студентів природничо-математичних спеціальностей до технічного конструювання у вищих педагогічних навчальних закладах, забезпечення їхньої готовності до науково-технічної творчості визначаються реалізацією науково обґрунтованої інтегрованої технології, яка включає: репродуктивну діяльність, спрямовану на оволодіння основами знань і вмінь технічного конструювання (традиційна технологія); елементи контекстного навчання, яке передбачає розробку навчально-конструкторського проекту (технологія, орієнтована на оволодіння способами діяльності в умовах практичної діяльності); технологію внутрішньогрупової диференціації за різними програмами та за бажанням студентів; технологію, яка передбачає збагачення навчання додатковою організацією пошукової творчої діяльності в позанавчальний час.

Методологічну й теоретичну основи дослідження становлять загальнонаукові положення теорії пізнання про закономірності пізнавального процесу, його форми і методи у вищій школі (А.Алексюк, Ю.Бабанський, В.Беспалько, І.Блауберг, І.Зязюн, Н.Кузьміна, В.Лозова, В.Садовський, Б.Юдін та інші); ідеї провідної ролі діяльності й спілкування у формуванні особистості (В.Буряк, Н.Волкова, Я.Коломинський, О.Леонтьєв, Б.Ломов, Д.Майєрс, А.Мудрик, А.Петровський, Ж.Піаже та інші); теорія професійно-педагогічної діяльності (А.Бойко, С.Гончаренко, В.Сластьонін та інші); психолого-педагогічні теорії творчої особистості і її розвитку в процесі діяльності (Б.Ананьєв, Г.Балл, Б.Богоявленська, Л.Виготський, Р.Грановська, В.Моляко, В.Семиченко, С.Сисоєва та інші);

Теоретичним підґрунтям для формування готовності студентів до професійної діяльності майбутнього вчителя природничо-математичних дисциплін слугують дослідження, в яких з'ясовуються такі питання:

· загальнодидактична підготовка вчителя (А.Алексюк, Ю.Бабанський, В.Гриньова, І.Зязюн, Б.Єсипов, М.Кузьміна, В.Паламарчук, П.Підкасистий, О.Савченко, М.Скаткін, Г.Щукіна та інші);

· розвиток дидактичних здібностей і творчого мислення (Є.Балбасова, Ф.Гоноболін, Н.Левітов, В.Кан-Калик, Д.Комський, В.Крутецький, А.Маслоу, В.Разумовський, С.Сисоєва та інші);

· формування конструкторських знань і вмінь (Г.Альтшуллер, О.Вербицький, Т.Кудрявцев, М.Левітов, В.Моляко, К.Платонов, Б.Сіменач, Ю.Столяров, Л.Хоменко, П.Якобсон та інші), зокрема у студентів природничо-математичних спеціальностей (О.Мотков).

На різних етапах наукового пошуку з метою розв'язання завдань дослідження було застосовано комплекс загальнонаукових і спеціальних методів: а) теоретичні методи: аналітичний, ретроспективний з метою вивчення теоретичних аспектів проблеми, визначення поняттєво-категоріального апарату, ґенези досліджуваних явищ; б) емпіричні методи: діагностичні (анкетування, опитування, бесіди, контрольні роботи, тестування рівня розвитку технічного мислення за методикою Беннета), обсерваційні (пряме, побічне, включене спостереження, ретроспективний аналіз власної педагогічної практики), прогностичні (експертні оцінки, узагальнення незалежних характеристик), праксиметричні (аналіз продуктів навчально-пізнавальної діяльності студентів, аналіз передового педагогічного досвіду) для встановлення рівнів сформованості готовності майбутнього вчителя до технічного конструювання; педагогічний експеримент для виявлення ефективності реалізації технології підготовки до технічного конструювання; математичні (статистичне опрацювання емпіричних даних).

Експериментальною базою дослідження обрано Харківський національний педагогічний університет імені Г.С. Сковороди.

Наукова новизна й теоретична значущість дослідження полягають у тому, що:

· уперше розглянуто науково-технічну творчість як складник підготовки майбутнього вчителя природничо-математичного профілю, що забезпечує формування готовності до самоосвіти не тільки у технічному конструюванні, а й в інших видах діяльності; розроблено і теоретично обґрунтовано технологію підготовки вчителя природничо-математичного профілю до технічного конструювання, яка передбачає: репродуктивну діяльність, спрямовану на оволодіння основами знань і вмінь технічного конструювання; елементи контекстного навчання з розробкою навчально-конструкторського проекту для оволодіння способами діяльності в умовах практичної роботи; внутрішньогрупову диференціацію за різними програмами та за бажанням студентів; збагачення навчання додатковою організацією творчої діяльності в позанавчальний час; виявлено умови, які забезпечують ефективність застосування розробленої технології та її позитивний вплив на якісні показники навчальної діяльності студентів (позитивна мотивація навчання технічного конструювання, усвідомлення його необхідності та практичного значення в подальшій професійній діяльності; готовність студента до самостійної роботи з додатковою й довідковою літературою, самоаналізу й рефлексії; організація додаткової освіти в галузі технічного конструювання в позанавчальний час; співтворчість викладача і студента, організація системи консультацій);

· уточнено особливості реалізації функцій дидактично спрямованого технічного конструювання в системі підготовки вчителя природничо-математичного профілю; критерії та показники визначення рівнів сформованості готовності студентів у галузі технічного конструювання (спрямованість на технічне конструювання, якість знань з технічного конструювання, інженерно-аналітичні та креслярські вміння, творчість, воля, активність);

· подальшого розвитку набули дефініції “технічне конструювання”, що визначене як вид технічної творчості, спрямованої на створення технічних виробів у графічний спосіб (шляхом розробки конструкторської документації: схем, креслень тощо); та “готовність до технічного конструювання”, що розглядаємо як сутнісну характеристику результату предметно-методичної підготовки студента, який визначається: сформованістю значущих для технічного конструювання в майбутній професійній діяльності позитивно усвідомленої сукупності мотиваційно-ціннісних орієнтацій, цілей (мотиваційно-ціннісного компонента); системи знань, умінь, навичок (змістового компонента) й особистісних якостей, потенційних можливостей (професійно-особистісного компонента).

Практичне значення одержаних результатів дослідження полягає в розробці конкретних етапів упровадження технологій підготовки студентів педагогічного ВНЗ до технічного конструювання, які реалізовані в процесі професійної підготовки майбутніх учителів фізики й математики. Основні висновки дослідження включено до лекційних курсів і до лабораторно-практичних занять з радіотехніки й електротехніки.

На основі результатів дослідження автором розроблено і впроваджено в практику викладання два спецкурси з питань підготовки до технічного конструювання й формування графічної грамотності студентів у професійній підготовці: “Основи технічного конструювання” та “Геометричне моделювання”, а також розроблено науково-методичні матеріали для викладачів і студентів фізико-математичного факультету Харківського національного педагогічного університету імені Г.С. Сковороди.

Матеріали дослідження впроваджено в практику роботи кафедр фізики, математики фізико-математичного факультету Харківського національного педагогічного університету імені Г.С. Сковороди (довідка № 01-283 від 22.05.2008 р.); кафедр фізики й алгебри, геометрії та математичного аналізу Херсонського державного університету (довідка № 12/3-12/1302 від 08.09.2008 р.); у навчально-виховний процес Кіровоградського державного педагогічного університету імені Володимира Винниченка (довідка № 704 від 23 вересня 2008 р.).

Розроблені й викладені в дисертаційному дослідженні теоретичні положення, засоби здійснення підготовки до технічного конструювання можуть бути використані студентами під час написання дипломних і курсових робіт, викладачами педагогічних ВНЗ та вчителями фізики і математики профільних шкіл (класів) з поглибленим вивченням предмету в організації навчально-пізнавальної діяльності студентів і школярів.

Особистий внесок автора у працях, написаних у співавторстві, полягає в теоретичному обґрунтуванні основних ідей і положень досліджуваної проблеми, а також науковій інтерпретації отриманих даних.

Вірогідність та обґрунтованість дослідження забезпечено відповідністю наукового апарата об'єкту, предмету та меті дослідження, теоретико-методологічною обґрунтованістю вихідних положень, використанням комплексу методів, відповідних поставленим завданням роботи, тривалістю дослідницької перевірки, поєднанням кількісного та якісного аналізу результатів експерименту, використанням методів математичної статистики в обробці емпіричного матеріалу, можливістю перевірки одержаних даних шляхом відтворення експерименту.

Апробація результатів дослідження здійснювалась через публікацію матеріалів дисертації. Завдання, зміст, методика дослідження і результати виконаної роботи обговорювались на засіданнях кафедри загальної педагогіки Харківського національного педагогічного університету імені Г.С. Сковороди, на звітних науково-практичних конференціях молодих учених (Харків, 2005, 2006). Окремі аспекти дослідження обговорювались на Всеукраїнській науково-практичній конференції (Тернопіль - Севастополь - Івано-Франківськ, 2001), Міжнародній науково-практичній конференції “Освіта і доля нації” (Харків, 2007), Науковій конференції викладачів та аспірантів кафедри загальної педагогіки (Харків, 2007), ІІ Міжнародній науково-методичній конференції “Вимірювання навчальних досягнень школярів і студентів: гуманістичні, методологічні, методичні, технологічні аспекти” (Харків, 2007), Всеукраїнській науково-методичній конференції “Теорія та методика навчання математики, фізики, інформатики” (Кривий Ріг, 2008), Всеукраїнському науково-методичному семінарі “Комп'ютерне моделювання в освіті” (Кривий Ріг, 2008).

Публікації. Основні теоретичні положення й висновки дисертаційного дослідження відображено у 18 публікаціях (із них 17 одноосібних): 10 - у провідних фахових виданнях, 8 _ у збірниках наукових праць і матеріалах наукових конференцій.

Структура й обсяг дисертації зумовлені логікою наукового пошуку. Дисертаційна робота складається зі вступу, двох розділів, висновків до розділів, загальних висновків, списку використаної літератури (274 найменування, з них 8 _ іноземною мовою), 4 додатків, 26 таблиць, 4 рисунків, 5 формул. Загальний обсяг роботи 216 сторінок (177 сторінок - основний текст, додатки складають 10 сторінок, таблиці _ 3 сторінки).

Основний зміст дисертації

У вступі обґрунтовано актуальність проблеми дослідження, розкрито ступінь її розробленості, визначено мету, об'єкт, предмет, завдання, гіпотезу, методологічні й теоретичні засади дослідження; висвітлено наукову новизну, теоретичне і практичне значення результатів наукового пошуку, особистий внесок дисертанта, доведено вірогідність та обґрунтованість отриманих результатів, подано відомості про апробацію та впровадження результатів дослідження.

У першому розділі - “Теоретичні питання підготовки майбутніх учителів до технічного конструювання” - на підставі аналізу психолого-педагогічної літератури визначено сутність провідних дефініцій технічного конструювання, науково обґрунтовано його теоретичні засади, завдання і структуру в процесі професійної підготовки майбутнього вчителя; проведено історико-педагогічний аналіз підготовки вчителів природничо-математичних дисциплін до технічного конструювання, висвітлено особливості навчання технічного конструювання в умовах педагогічного ВНЗ, розкрито форми, методи навчання технічного конструювання; науково обґрунтовано технологію підготовки майбутніх учителів до технічного конструювання.

На основі аналізу психолого-педагогічної літератури з'ясовано різні тлумачення поняття “технічне конструювання”, яке визначається як вид професійної технічної творчості (В.Моляко), створення конструкції згідно з проектом (С.Гончаренко), процес моделювання майбутніх об'єктів (М.Нечаєв), визначення механічної структури об'єкта (Г.Філден), процес створення образу виробу (В.Качнєв) та креслень ще не існуючих виробів (І.Большанін), частина процесу створення виробу, що закінчується складанням робочих креслень (В.Колотілов).

Узагальнення визначень поняття “технічне конструювання” у психолого-педагогічній літературі, врахування специфіки конструкторської діяльності та мети і завдань дослідження дають підставу вважати технічне конструювання видом технічної творчості, спрямованої на створення технічних виробів у графічний спосіб (шляхом розробки конструкторської документації: схем, креслень тощо).

На підставі аналізу психолого-педагогічної літератури встановлено, що метою підготовки студентів до технічного конструювання є формування вчителя, позитивно спрямованого на здійснення конструкторської діяльності в межах професійної компетенції. Визначену мету конкретизують такі завдання:

1) забезпечення змістової й операційної навченості майбутніх учителів з основ технічного конструювання шляхом організації в межах освітнього середовища університету теоретичної і практичної підготовки студентів, спрямованої на формування конструкторських знань, умінь і навичок;

2) упровадження в навчальний процес різноманітних форм організації навчально-пізнавальної діяльності студентів з метою підвищення рівня теоретичних знань і практичних навичок з основ технічного конструювання;

3) формування у студентів спрямованості на технічне конструювання та накопичення педагогічного досвіду керівництва технічною самодіяльністю учнів.

З урахуванням сучасних досліджень педагогічної теорії та практики (Є.Богданов, П.Гальперін, М.Дяченко, Л.Кандибович, Н.Кузьміна, В.Сластьонін) підготовку студентів природничо-математичних спеціальностей до технічного конструювання слід розглядати як процес навчання, що забезпечує готовність майбутніх учителів до конструкторської діяльності в межах їхньої професійної компетенції. Готовність визначається як сутнісна характеристика результату підготовки майбутніх учителів, що передбачає сформованість значущих для технічного конструювання в майбутній професійній діяльності позитивно усвідомленої сукупності мотиваційно-ціннісних орієнтацій, цілей (мотиваційно-ціннісного компонента); системи знань, умінь, навичок (змістового компонента) й особистісних якостей, потенційних можливостей (професійно-особистісного компонента).

Мотиваційно-ціннісний компонент готовності відбиває потреби, інтереси, мотиви, переконання, ідеали, що забезпечують активність студентів у навчанні технічного конструювання й майбутній техніко-конструкторській діяльності. Формування мотиваційно-ціннісної спрямованості студента на конструкторську діяльність зумовлене передусім такими соціально-педагогічними чинниками, як відсутність в основної маси студентів практичного досвіду, недостатня їхня орієнтація в педагогічній діяльності, нерозвиненість установок і потреб у техніко-конструкторській діяльності; низький рівень підготовки до технічного конструювання у ВНЗ тощо. Від характеру мотивації значною мірою залежать як навчальна активність особистості, так і її успішність у здійсненні техніко-конструкторської діяльності.

Змістовий компонент готовності до технічного конструювання зумовлюється теоретичним (знання основних понять і категорій, принципів, закономірностей, основних етапів і змісту техніко-конструкторської діяльності) і практичним (сформованість техніко-конструкторських умінь і навичок) складниками.

Аналіз психолого-педагогічної літератури (І.Большанін, А.Верхола, Ю.Столяров, Я.Таленс) дозволяє встановити, що теоретична готовність до технічного конструювання передбачає знання основних умовних позначень, застосованих у схемах; правил оформлення креслень відповідно до вимог Єдиної системи конструкторської документації; конструкційних матеріалів (властивості, термічна обробка, маркування); технології виготовлення (обробки, складання); найбільш поширених деталей і механізмів, методики конструювання тощо. Серед найбільш важливих навичок і вмінь було визначено креслярські вміння (вміння за допомогою конструкторської документації передавати свої думки, читати й виконувати креслення і схеми як виготовлених, так і ще не існуючих виробів) та інженерно-аналітичні вміння (вміння подумки розчленовувати конструкцію на окремі вузли й деталі, процес - на окремі операції й рухи, визначати їх призначення, принцип роботи виробу і знаходити причини неполадок у його використанні).

Професійно-особистісний компонент готовності до технічного конструювання пов'язаний з розвитком здатності студента мобілізувати особистісні якості професійної, рефлексивної і творчої спрямованості, значущі для технічного конструювання.

Забезпечення підготовки студентів природничо-математичних спеціальностей до технічного конструювання вимагає розробки певної технології, яка передбачає поетапне, логічно вибудуване використання форм і методів навчання, що сприяють формуванню позитивних мотивів, цілей, особистісних якостей, системи техніко-конструкторських знань, умінь і навичок для застосування в майбутній професійній діяльності.

Ураховуючи сучасні дослідження педагогічної теорії та практики (В.Беспалько, В.Євдокимов, М.Кухарев, О.Пєхота, І.Прокопенко, Л.Спірін, Н.Тализіна) й беручи до уваги структуру готовності студентів природничо-математичних спеціальностей до технічного конструювання (мотиваційно-ціннісний, змістовий, професійно-особистісний компоненти), обґрунтовано, що особистісно-орієнтована технологія навчання технічного конструювання передбачає такі етапи: 1) засвоєння необхідних знань; 2) формування вмінь на репродуктивному рівні; 3) закріплення знань і вмінь; 4) самостійна практика в умовах навчального конструювання; 5) організація пошукової і творчої діяльності в умовах реального проектування. Зміст, методи і форми здійснення етапів визначаються наявним рівнем володіння технічним конструюванням.

Реалізація трьох перших етапів технології дає можливість досягати рівня репродуктивної діяльності, чотирьох - репродуктивно-пошукового, всіх (п'ятьох) - пошукового рівня діяльності студентів у галузі технічного конструювання.

На підставі аналізу досліджень педагогічної теорії та практики (Н.Андреєва, З.Батигов, І.Большанін, М.Бондаренко, В.Буринський, Т.Волкова, М.Гадецький, В.Гончаренко, Т.Демиденко, А.Іванчук, О.Коваленко, Д.Коломієць, Д.Комський, А.Матвійчук, В.Моляко, Л.Осадчук, А.Ребко, С.Сисоєва, В.Смагін, В.Стешенко, Я.Таленс, С.Цвілик) уточнено критерії та показники, визначено рівні готовності майбутнього вчителя до технічного конструювання, характеристика яких наведена в таблиці 1 (с. 12-13).

У другому розділі - “Експериментальна перевірка технології підготовки студентів до технічного конструювання” - розкрито загальні питання підготовки і проведення педагогічного експерименту, методи і хід дослідження, схарактеризовано авторський спецкурс “Основи технічного конструювання” та варіанти технології його навчання, проаналізовано результати експериментальної роботи.

Для перевірки висунутої наукової гіпотези дослідження, ефективності технології підготовки студентів до технічного конструювання педагогічний експеримент проводився в умовах природного навчального процесу в Харківському національному педагогічному університеті імені Г.С. Сковороди протягом 1998-2007 років. У експерименті взяли участь усі студенти навчальних груп третіх курсів фізико-математичного факультету загальною кількістю 296 осіб, які вивчали навчальний предмет з основ технічного конструювання (майбутні вчителі фізики з додатковою спеціальністю “математика” та “інформатика”, майбутні вчителі математики з додатковою спеціальністю “фізика”).

На формувальному етапі варіативного педагогічного експерименту впроваджувались варіанти технології підготовки до технічного конструювання. Кожен наступний варіант був удосконаленням попереднього й містив новації, що мали усувати недоліки, виявлені під час навчання за попереднім варіантом технології. Наявність сутнісних відмінностей у варіантах технології підготовки до технічного конструювання дала підстави для організації на їх базі варіативного педагогічного експерименту з розведеним у часі дослідженням їх ефективності.

Спочатку з метою усунення недоліків наявної практики підготовки студентів природничо-математичних спеціальностей щодо технічного конструювання в 1998/99 навчальному році на фізико-математичному факультеті було впроваджено спецкурс “Основи технічного конструювання”, за першим варіантом програми якого реалізувалося навчання студентів експериментальної групи Е1 (57 осіб), до якої входили три навчальні групи студентів фізико-математичного факультету зі спеціальностей “фізика-математика” (ФМ), “фізика-інформатика” (ФІ), “математика-фізика” (МФ). Технологія навчання містила такий алгоритм: 1) засвоєння необхідних знань; 2) формування вмінь на репродуктивному рівні; 3) закріплення знань і вмінь.

Цей варіант технології, який отримав умовну назву “традиційна технологія”, передбачав визначення змісту роботи зі студентами: формування стійкого інтересу до технічного конструювання; ліквідація прогалин у знаннях, уміннях і навичках із креслення; засвоєння спеціальних техніко-конструкторських знань, формування техніко-конструкторських умінь і навичок; набуття первинного досвіду конструкторської діяльності; розвиток професійно необхідних особистісних якостей; урахування типових утруднень у навчанні.

“Традиційна технологія” навчання технічного конструювання була доповнена елементами контекстного навчання (фронтальною розробкою навчально-конструкторського проекту в контексті діяльності конструктора). Такий варіант технології реалізувався протягом 1999-2002 років у групі Е2 (140 осіб), до якої входили дев'ять навчальних груп студентів фізико-математичного факультету зі спеціальностей ФМ, ФІ, МФ. “Традиційна технологія з елементами контекстного навчання” мала на меті орієнтацію навчання на способи діяльності, оскільки недоліком попередньої технології була надмірна увага до спеціальних знань, які були не повною мірою використані на лабораторно-практичних заняттях.

Було змінено структуру лабораторно-практичних занять навчального предмета з основ технічного конструювання - половину з них виділено для розробки навчально-конструкторського проекту в контексті діяльності конструктора. Об'єкт конструювання пропонувався викладачем як один варіант конструкції для всієї навчальної групи. Конструювання за задумом здійснювалось колективно в аудиторії, проте креслення оформлялись індивідуально вдома. Навчальний матеріал, що викладався на лекціях, теж зазнав змін, оскільки до них частково були перенесені теоретичні відомості з лабораторно-практичних занять.

“Традиційна технологія з елементами контекстного навчання” містила додатковий етап підготовки - самостійна практика в умовах навчального конструювання. Це дозволило підняти рівень діяльності студентів з репродуктивного до репродуктивно-пошукового.

У групі Е3 (72 особи), до якої входили шість навчальних груп студентів, протягом 2002-2004 рр. здійснювалося рівнево-диференційоване навчання з груповою розробкою навчально-конструкторського проекту в контексті діяльності конструктора, що отримало умовну назву “Диференційована технологія з елементами контекстного навчання”. Вона передбачала внутрішньогрупову диференціацію навчання за певними рівнями, а тому розроблено три типи різнорівневих навчальних програм: А, В, С.

Програма А була визначена як програма навчання мінімально необхідних для технічного конструювання знань, умінь і навичок. Вона не містила навчально-конструкторського проекту. Програму А мусив був засвоїти кожен студент, навіть той, хто не вивчав у школі креслення.

До програми В вводили додаткові відомості, що поглиблювали навчальний матеріал програми А. Програму В рекомендували студентам, які мали високу пропедевтичну графічну підготовку і виявляли інтерес до техніко-конструкторської діяльності. Навчання за програмою В не було завершальним, а передбачало перехід до програми С одночасно з тією частиною групи, що засвоювала програму А. Програма С передбачала розробку диференційованого навчально-конструкторського проекту. Специфіка організації роботи над ним полягала в тому, що студенти, які навчалися за програмою В, мали можливість індивідуально чи у складі навчальної мікрогрупи розробляти проекти за обраною тематикою або підготувати проект свого варіанта конструкції виробу, який решта студентів по закінченні програми А розробляла колективно.

Протягом 2004-2007 рр. у групі Е4 (27 осіб), яку складали три навчальні групи студентів, підготовка до технічного конструювання здійснювалася за “збагаченою технологією”, що реалізувала профільно-диференційоване навчання з груповою розробкою навчально-конструкторського проекту, збагачене додатковою організацією творчої діяльності в позанавчальний час.

За “збагаченою технологією” навчання технічного конструювання студенти мали можливість обирати для розробки тематику навчально-конструкторського проекту з привабливої для них галузі техніки, з якої вони мали поглиблені знання (побутовий досвід, самоосвіта, заняття в гуртках). Такий варіант технології поєднував профільну диференціацію навчання, яка здійснювалася за вибором студента в межах навчального процесу, з поглибленням навчання за обраним профілем у позанавчальний час та подальшою творчою техніко-конструкторською діяльністю, чому сприяла організація пошукової і творчої діяльності в умовах реального проектування.

У межах навчального процесу “збагачена технологія” реалізовувалася як обов'язкове навчання студентів спочатку за програмою А (“програма-мінімум”), потім, окрім “групи вирівнювання”, - за програмою В, яка передбачала поглиблення навчання технічного конструювання за обраним профілем (механіка, електротехніка, радіотехніка) шляхом розробки відповідного навчально-конструкторського проекту. За межами навчального процесу продовжувалася підготовка в умовах технічного гуртка, науково-технічного товариства, студентського конструкторського бюро.

У цілому в ході проведеної варіативної експериментально-дослідницької роботи доведено, що розроблена технологія підготовки студентів природничо-математичних спеціальностей до технічного конструювання, яка реалізувалася у варіантах “традиційна технологія”, “традиційна технологія з елементами контекстного навчання”, “диференційована технологія з елементами контекстного навчання”, “збагачена технологія”, суттєво вплинула на результати підготовки студентів до технічного конструювання, що відбито в таблиці 1.

підготовка студент технічний конструювання

Таблиця 1. Динаміка формування готовності студентів до технічного конструювання (приріст у %)

Результати проведеного дослідження підтвердили основні положення дисертації і дають підставу зробити такі висновки:

1. Аналіз наукових досліджень дозволив визначити сутність технічного конструювання в процесі професійної підготовки майбутнього вчителя як вид технічної творчості, спрямований на створення технічних виробів у графічний спосіб (шляхом розробки конструкторської документації: схем, креслень тощо), розкрити особливості дидактично спрямованого технічного конструювання в процесі професійної підготовки майбутнього вчителя.

2. У дисертації науково обґрунтовано інтегровану технологію підготовки студентів природничо-математичних спеціальностей до технічного конструювання у вищих педагогічних навчальних закладах, яка включає: репродуктивну діяльність, спрямовану на оволодіння основами знань і вмінь технічного конструювання (традиційна технологія); елементи контекстного навчання, яке передбачає розробку навчально-конструкторського проекту (технологія, орієнтована на оволодіння способами діяльності в умовах практичної діяльності); технологію внутрішньогрупової диференціації за різними програмами та за бажанням студентів; технологію, яка передбачає збагачення навчання додатковою організацією творчої діяльності в позанавчальний час.

3. Установлено, що розроблена інтегрована технологія підготовки вчителя природничо-математичного профілю до технічного конструювання: забезпечує формування позитивних мотивів оволодіння професійними знаннями, потребу в самовдосконаленні, актуалізацію особистого досвіду і включення його у зміст підготовки; містить механізми управління процесом навчання, спрямованого на розвиток особистості; сприяє виявленню індивідуальних результатів конструкторської діяльності студентів і передбачає їх корекцію в ході розробки навчально-конструкторського проекту в умовах фронтальної (недиференційованої) або групової та індивідуальної рівнево-диференційованої чи профільно-диференційованої організації роботи.

4. Уточнено критерії і показники готовності студентів до технічного конструювання: 1) спрямованість на технічне конструювання, тобто ціннісні орієнтації й установки (соціальні й особистісні мотиви, інтерес до технічного конструювання), перевага перед іншими видами діяльності (участь у роботі позанавчальних науково-технічних об'єднань, конструкторська самодіяльність, конструювання у вільний час), позитивне ставлення до техніко-конструкторської діяльності (привабливість, престижність, усвідомлення важливості технічного конструювання для професійної компетентності); 2) якість знань з технічного конструювання (повнота, глибина, дієвість, усвідомленість); 3) інженерно-аналітичні вміння (аналогізування, комбінування, прогнозування; визначення принципу роботи виробу, визначення функціонального призначення частин конструкції, орієнтування в загальній схемі виробу, пояснення його роботи за статичним зображенням); 4) креслярські вміння (уявлення просторового виробу за плоскими проекціями, створення плоских проекцій за реальним просторовим виробом, створення плоских проекцій уявлюваних виробів, оформлення конструкторської документації за вимогами ЄСКД, проведення розрахунків, користування креслярськими і вимірювальними інструментами, використання спеціальної і довідкової літератури, контроль і корекція конструкторської документації); 5) творчість (новизна, оригінальність, оптимальність); 6) воля (наполегливість, відповідальність, впевненість, самостійність, працьовитість, акуратність); 7) активність (інтенсивність, ініціативність, енергійність).

5. Виявлено умови ефективності впровадження розробленої технології:

· позитивна мотивація навчання технічного конструювання, усвідомлення його необхідності та практичного значення в подальшій професійній діяльності;

· готовність студента до самостійної роботи з додатковою і довідковою літературою, самоаналізу й рефлексії;

· організація додаткової освіти в галузі технічного конструювання в позанавчальний час (гурток, студентське конструкторське бюро, науково-технічне товариство);

· співтворчість викладача і студента, організація системи консультацій.

6. На основі аналізу результатів проведеного експерименту доведено, що “традиційна технологія” (Е1) найкраще забезпечує зростання рівнів якості технічних знань “слабких” студентів за рахунок акценту в навчанні на засвоєнні знань та орієнтації на досягнення достатнього рівня готовності. “Традиційна технологія з елементами контекстного навчання” (Е2) більшою мірою забезпечує зростання рівнів якості знань з технічного конструювання і креслярських умінь “середніх” студентів за рахунок застосування знань та вмінь на практиці в умовах фронтального навчального конструювання. “Диференційована технологія з елементами контекстного навчання” (Е3) істотно впливає на підвищення рівнів якості інженерно-аналітичних і креслярських умінь, знань з технічного конструювання, активності “слабких” та “сильних” студентів за рахунок диференціації навчання відповідно до пропедевтичної підготовки з креслення і самостійної практики в умовах групового навчального конструювання. “Збагачена технологія” (Е4) істотно забезпечує підвищення рівнів готовності “середніх” і “сильних” студентів за рахунок організації пошукової і творчої діяльності в умовах реального проектування.

7. Розроблено спецкурси “Основи технічного конструювання” та “Геометричне моделювання” для студентів Харківського національного педагогічного університету імені Г.С. Сковороди, що сприяють їхній підготовці до технічного конструювання.

Проведене дослідження не вичерпує поставлену проблему. Перспективним може бути подальше вивчення питань диференціації підготовки студентів до технічного конструювання.

Основні положення дисертації відображені в таких публікаціях

1. Дейниченко Г.В. Сутність технічного конструювання в системі підготовки вчителя / Г.В. Дейниченко // Педагогіка і психологія формування творчої особистості: проблеми і пошуки : зб. наук. праць / Запоріз. обласн. ін-т післядиплом. пед. освіти. - Запоріжжя, 2006. - Вип. 39. - С. 126-129.

2. Дейниченко Г.В. Зміст і показники компетентності студентів у галузі технічного конструювання / Г.В. Дейниченко // Педагогіка і психологія формування творчої особистості: проблеми і пошуки : зб. наук. праць / Запоріз. обласн. ін-т післядиплом. пед. освіти. - Запоріжжя, 2006. - Вип. 40. - С. 140-145.

3. Дейниченко Г.В. Технічне конструювання, його сутність та функції / Г.В. Дейниченко // Педагогіка і психологія : зб. наук. праць / Харк. нац. пед. ун-т імені Г.С. Сковороди. - Х., 2006. - Вип. 30. - С. 85-92.

4. Дейниченко Г.В. Теоретичні питання підготовки майбутніх учителів до технічного конструювання / Г.В. Дейниченко // Педагогіка і психологія формування творчої особистості: проблеми і пошуки : зб. наук. праць / Запоріз. обласн. ін-т післядиплом. пед. освіти. - Запоріжжя, 2007. - Вип.42. - С.166-169.

5. Дейниченко Г.В. Мета і зміст підготовки студентів природничо-математичних спеціальностей до технічного конструювання / Г.В. Дейниченко // Педагогіка і психологія : зб. наук. праць / Харк. нац. пед. ун-т імені Г.С. Сковороди. - Х., 2007. - Вип. 31. - С. 84-88.

6. Дейниченко Г.В. Навчально-організаційні форми підготовки студентів природничо-математичних спеціальностей до технічного конструювання / Г.В. Дейниченко // Педагогіка і психологія формування творчої особистості: проблеми і пошуки : зб. наук. праць / Запоріз. обласн. ін-т післядиплом. пед. освіти. - Запоріжжя, 2007. - Вип. 44. - С. 162-165.

7. Дейниченко Г.В. Дидактична модель навчального предмета з основ технічного конструювання / Г.В. Дейниченко // Педагогіка і психологія : зб. наук. праць / Харк. нац. пед. ун-т імені Г.С. Сковороди. - Х., 2007. - Вип. 32. - С. 112-116.

8. Дейниченко Г.В. Технологія збагаченого навчання в підготовці майбутніх учителів до технічного конструювання / Г.В. Дейниченко // Педагогіка і психологія : зб. наук. праць / Харк. нац. пед. ун-т імені Г.С. Сковороди. - Х., 2008. - Вип. 33. - С. 36-40.

9. Дейниченко Г.В. Організаційний аспект експериментальної перевірки ефективності технології підготовки майбутніх учителів до технічного конструювання / Г.В. Дейниченко // Педагогіка і психологія формування творчої особистості: проблеми і пошуки : зб. наук. праць / Запоріз. обласн. ін-т післядиплом. пед. освіти. - Запоріжжя, 2008. - Вип. 48. - С. 83-86.

10. Дейниченко Г.В. Реалізація технології підготовки майбутніх учителів до технічного конструювання / Г.В. Дейниченко // Педагогіка і психологія формування творчої особистості: проблеми і пошуки : зб. наук. праць / Запоріз. обласн. ін-т післядиплом. пед. освіти. - Запоріжжя, 2008. - Вип. 49. - С. 80-84.

11. Дейниченко Г.В. Технічне конструювання в системі підготовки студентів природничо-математичних спеціальностей / Г.В. Дейниченко // Науковий вісник. Серія “Філософія” / Харк. нац. пед. ун-т імені Г.С. Сковороди. - Х., 2007. - Вип. 25. - С. 67-69.

12. Дейниченко Г.В. Готовність як результат підготовки студентів педагогічного ВНЗ до технічного конструювання / Г.В. Дейниченко // Теорія та методика навчання фундаментальних дисциплін у вищій школі : зб. наук. праць. - Кривий Ріг : Видавничий відділ НМетАУ, 2008. - Вип. V. - С. 248-253.

13. Дейниченко Г.В. Метод інтеграції та його використання при підготовці майбутніх вчителів фізики / Г.В. Дейниченко, М.Г Александров // Проблеми інтеграції науково-освітнього потенціалу в державотворчому процесі : зб. наук. праць. - Тернопіль : ТДТУ, 2001. - Вип. І. - С. 200-201.

14. Дейниченко Г.В. Технічне конструювання в системі підготовки вчителя фізики / Г.В. Дейниченко // Методологія сучасних наукових досліджень : наук.-практ. конф. молодих учених, 23 груд. 2005 р. : тези допов. - Х. : ХНПУ імені Г.С. Сковороди, 2006. - С. 27.

15. Дейниченко Г.В. Складові формування техніко-конструкторської компетентності студентів педагогічних ВНЗ / Г.В. Дейниченко // Методологія сучасних наукових досліджень : III наук.-практ. конф. молодих учених, 27 жовт. 2006 р. : тези допов. - Х. : ХНПУ імені Г.С. Сковороди, 2006. - Ч. 1. - С. 25-26.

16. Дейниченко Г.В. Завдання підготовки студентів природничо-математичних спеціальностей до технічного конструювання у педагогічних ВНЗ / Г.В. Дейниченко // Матеріали наукової конференції викладачів та аспірантів кафедри загальної педагогіки 15-17 травня 2007 року : тези допов. - Х. : ХНПУ імені Г.С. Сковороди, 2007. - С. 13-15.

17. Дейниченко Г.В. Критерії, показники та рівні готовності студентів педагогічного ВНЗ до технічного конструювання / Г.В. Дейниченко // Вимірювання навчальних досягнень школярів і студентів: гуманістичні, методологічні, методичні, технологічні аспекти : ІІ Міжнар. наук.-метод. конф., 13-14 груд. 2007 р. : тези допов. - Х., 2007. - С. 34-38.

18. Дейниченко Г.В. Формування графічної грамотності студентів педагогічного ВНЗ засобами геометричного моделювання / Г.В. Дейниченко // Комп'ютерне моделювання в освіті : ІІІ Всеукр. наук.-метод. семінар, 24 квіт. 2008 р. : тези допов. - Кривий Ріг: КДПУ, 2008. - С. 22-23.

Анотація

Дейниченко Г.В. Підготовка студентів природничо-математичних спеціальностей до технічного конструювання у вищих педагогічних навчальних закладах. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата педагогічних наук зі спеціальності 13.00.09 - теорія навчання. - Харківський національний педагогічний університет імені Г.С. Сковороди. - Харків, 2009.

Дисертаційна робота є теоретико-експериментальним дослідженням проблеми підготовки студентів природничо-математичних спеціальностей до технічного конструювання в процесі їхньої професійної підготовки у вищих педагогічних навчальних закладах.

У роботі розглянуто науково-технічну творчість як складник підготовки майбутнього вчителя природничо-математичного профілю; розроблено, теоретично обґрунтовано й експериментально перевірено інтегровану технологію підготовки майбутнього вчителя до технічного конструювання, яка передбачає репродуктивну діяльність, елементи контекстного навчання з розробкою навчально-конструкторського проекту, внутрішньогрупову диференціацію за різними програмами та за бажанням студентів, збагачення навчання додатковою організацією творчої діяльності в позанавчальний час; виявлено умови, які забезпечують ефективність інтегрованої технології; уточнено критерії та показники готовності студентів до технічного конструювання; подальшого розвитку набули дефініції “технічне конструювання”, “готовність до технічного конструювання”.

Ключові слова: природничо-математичні спеціальності, технічне конструювання, готовність студентів до технічного конструювання, техніко-конструкторські вміння, технологія підготовки, розробка навчально-конструкторського проекту.

Аннотация

Дейниченко Г.В. Подготовка студентов естественно-математических специальностей к техническому конструированию в высших педагогических учебных заведениях. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата педагогических наук по специальности 13.00.09 - теория обучения. - Харьковский национальный педагогический университет имени Г.С. Сковороды. - Харьков, 2009.

Диссертация посвящена проблеме подготовки студентов естественно-математических специальностей к техническому конструированию в процессе их профессиональной подготовки в высших педагогических учебных заведениях.

В работе определена сущность технического конструирования, уточнены дефиниции “техническое конструирование”, “готовность к техническому конструированию”.

На основании анализа исследований педагогической теории и практики выделены критерии готовности к техническому конструированию и показатели, раскрывающие их и позволяющие диагностировать сформированность готовности студентов естественно-математических специальностей к техническому конструированию; охарактеризованы ее уровни, отражающие динамику поэтапного достижения результата подготовки.

В работе научно обоснована программа учебного предмета по основам технического конструирования, на базе которой он был спроектирован и сконструирован в соответствие с условиями профессиональной подготовки будущего учителя; разработана и экспериментально проверена интегрированная технология его подготовки к техническому конструированию, которая предусматривает репродуктивную деятельность, направленную на овладение основами знаний и умениями технического конструирования; элементы контекстного обучения с разработкой учебно-конструкторского проекта, направленного на овладение способами деятельности в условиях практического конструирования; внутригрупповую дифференциацию по разным программам и желанию студентов; обогащение обучения дополнительной организацией творческой деятельности во внеучебное время.