Методика інтерактивного навчання графічним дисциплінам у вищих технічних навчальних закладах

Розглянутий комплекс методичного і технічного забезпечення інтерактивної системи навчання нарисної геометрії, що створений на основі комп'ютерно-орієнтованих технологій навчання, є цілісною системою. Для досягнення максимального ефекту від упровадження такої системи в навчальний процес необхідно, щоб кожна зі складових частин цієї системи була тісно взаємозв'язана з іншими її частинами. Наприклад, впровадження автоматизованого контролю практичних умінь буде менш ефективне, коли в практичну частину навчання нарисної геометрії не буде впроваджена система автоматизованого проектування, тому що, не освоївши принципів і техніку роботи в САПР (у нашому випадку - AutoCAD), студент, принаймні, на перших етапах проведення автоматизованого контролю, буде витрачати набагато більше часу на ознайомлення з принципами комп'ютерного виконання графічних побудов - основи програми автоматизованого контролю рівня практичних умінь. І, навпаки, без упровадження системи автоматизованого контролю практичних умінь, застосування САПР для виконання практичних завдань буде менш ефективним, тому що процес стовідсоткової перевірки практичних завдань всіх студентів групи є досить тривалим у часі і, відповідно, у викладача практично немає можливостей вживати своєчасних заходів з корегування рівня знань і умінь тих студентів, що неправильно виконали практичні завдання.

За результатами дослідження встановлено, що спеціалізовані програмні комплекси (СПК), у залежності від режиму їх експлуатації, можуть функціонувати:

1) в режимі контролю за принципом програм лінійного програмування. Це означає, що студент повинен виконувати контроль з тем курсу послідовно, починаючи з першої. Такі вимоги щодо проведення контролю зумовлені тим, що кожна наступна тема вимагає від студентів певного рівня засвоєння попередніх тем і, якщо студент не визначив в процесі контролю з попередньої теми свій рівень її засвоєння, немає ніякого сенсу переходу до наступної теми. Таким чином, в режимах контроль і модуль СПК не дозволяє здійснювати контроль з наступної теми або модуля, якщо не було виконано контроль з попередньої теми або в результаті цього контролю не було досягнено позитивного результату;

2) в режимі модуля з погляду послідовності виконання завдань за принципом адаптивного програмування, при якому студент може вибрати послідовність виконання завдань, що входять в обраний модуль;

3) в режимі самоконтролю за принципом адаптивного програмування. Студенти, що працюють в режимі самоконтролю, або із інтерактивним курсом для отримання теоретичної інформації можуть вибирати будь-яку тему, що їх цікавить, темп проведення контролю та темп і обсяг засвоєння матеріалу.

Результати апробації СПК і використання їх як складових частин інтерактивної системи навчання графічним дисциплінам дозволили обґрунтувати методику застосування СПК на різних етапах засвоєння навчального матеріалу. Вона полягає в тому, що:

- кожне практичне заняття починається з проведення контролю (25 хвилин) рівня теоретичних знань і практичних умінь в обсязі тієї частини курсу, знання якої необхідні для виконання поточних практичних завдань. З метою забезпечення проведення поточного контролю в СПК передбачено можливість проведення багатоетапного контролю (проміжні етапи і підсумковий контроль) у межах кожного розділу. Результати цього контролю фіксуються як результати поточного контролю;

- по завершенні засвоєння кожного розділу курсу здійснюється підсумковий контроль рівня теоретичних знань з відповідного розділу курсу. Результати цього контролю фіксуються як результати контролю з теорії;

- захист практичних завдань з кожного розділу курсу здійснюється тільки в тому випадку, якщо отримано позитивний результат автоматизованого контролю практичних умінь відповідного розділу дисципліни. Результати цього контролю фіксуються як результати контролю з практики;

- проведення модульного контролю здійснюється згідно з графіком навчального процесу після завершення засвоєння декількох розділів курсу, з яких формується блок теоретичних питань і практичних завдань з тем, включених у поточний модуль. Результати цього контролю фіксуються як результати модульно-рейтингового контролю.

Викладена вище методика здійснення контролю рівня засвоєння матеріалу курсу, з одного боку спонукає студентів постійно працювати, а з іншого, як показала практика, час, необхідний студентам для засвоєння поточної теми, з кожним заняттям скорочувався.

Для забезпечення навчання студентів графічним дисциплінам із застосуванням інтерактивної системи навчання на кафедрі “Інженерна і комп'ютерна графіка” Одеського національного морського університету та в інших вищих навчальних закладах, залучених до експериментального дослідження, було створено спеціалізовані комп'ютерні класи.

П'ятий розділ “Результати навчання графічним дисциплінам із застосуванням комп'ютерно-інформаційних технологій” розкриває результати дослідження оцінки ефективності використання комп'ютерно-орієнтованих технологій навчання (КОТН).

Розкрито умови підвищення ефективності вивчення графічних дисциплін у вищих технічних навчальних закладах в умовах інтерактивної системи навчання, яка передбачає систематичний, об'єктивний, оперативний, демократичний, диференційований контроль теоретичних знань та практичних умінь із зазначених дисциплін.

Систематичність забезпечується за рахунок того, що кожне практичне заняття передбачає контроль теоретичних знань з формуванням загальної відомості успішності студентів і виведення результатів контролю знань на паперовий носій. Автоматизований контроль практичних умінь з теми здійснюється після здачі практичних завдань з цієї теми.

Виходячи з того, що контроль знань і практичних умінь здійснюється з використанням комп'ютерної програми, забезпечення об'єктивності й оперативності контролю є зрозумілим без додаткових коментарів.

Демократичність контролю знань і практичних умінь забезпечується, по-перше, тим, що кожний студент одержує однакову кількість завдань із загального переліку задач, сформованих викладачем. При цьому викладач не має ніякої можливості видати для проведення контролю одному студентові більш “прості” завдання, а іншому - більш “складні”. Завдання видає комп'ютер, вибираючи їх випадково із загального переліку. Час, виділений на виконання цих завдань, теж однаковий для всіх студентів. По-друге, програма автоматизованого контролю в режимі контролю й модуля зберігає результати виконаних студентом завдань і, за його бажанням або за вимогою будь-якої особи, що має право на одержання результатів контролю, дозволяє переглянути їх. Більш того, результат виконання практичних завдань можна переглянути в покроковому режимі, що надає викладачеві додаткові можливості пояснити студентові, на якому етапі виконання побудов ним була допущена помилка, яка призвела до неправильного результату, якщо він був таким.

Диференційованість контролю полягає в тому, що у базі даних програмного комплексу присутні завдання різної складності. Викладач для визначення рівня теоретичних знань і практичних умінь студентів має можливість скласти різні за складністю комплекти завдань з кожної теми. Таким чином, студенти, які бажають одержати в результаті контролю, що складається із завдань мінімальної складності, позитивні оцінки, повинні виконати більшу кількість завдань, і навпаки, студенти, що працюють із завданнями максимальної складності, розв'язують меншу їх кількість із відповідного комплекту для того, щоб одержати ту ж позитивну оцінку.

При традиційній формі перевіряються знання, як правило, у двох - трьох студентів, при цьому завдання, що ними розв'язуються студентами, є загальними для всієї групи, що дає можливість іншим студентам просто автоматично списувати їх з дошки.

Метою проведеного педагогічного експерименту була перевірка гіпотези щодо підвищення ефективності засвоєння студентами знань з графічних дисциплін в умовах комп'ютерно-орієнтованого інтерактивного навчання.

Педагогічний експеримент проводився у процесі вивчення студентами експериментальних і контрольних груп курсу “Нарисна геометрія” (розділи “Точка”, “Пряма”, “Площина” і “Поверхня”), його результати апробувалися у процесі вивчення курсів “Креслення” і “Комп'ютерна графіка”. Оцінка дидактичної ефективності застосування КОТН здійснювалася за кількісно-якісними показниками шляхом узагальнення й порівняння статистичних даних в шести академічних групах, три з яких були контрольними (традиційне навчання).

Упродовж першого року педагогічного експерименту здійснювалося впровадження в курс нарисної геометрії в її практичній частині автоматизованої системи проектування AutoCAD.

На другому етапі педагогічного експерименту, поряд із впровадженням у навчальний процес відпрацьованої за результатами апробації на першому етапі експерименту методики застосування системи AutoCAD для виконання практичних завдань, відбувалася апробація автоматизованого контролю теоретичних знань і практичних умінь з тем “Точка” і “Пряма” курсу нарисної геометрії, а також апробація інтерактивного навчального курсу “Нарисна геометрія” в обсязі цих тем.

На третьому етапі педагогічного експерименту практичні заняття в експериментальних групах проводилися в спеціалізованих комп'ютерних класах. Контроль теоретичних знань й практичних умінь з тем “Точка”, “Пряма” і “Площина” у цих групах здійснювався з використанням програмного комплексу автоматизованого контролю, впровадженого в обсязі цих тем і функціонуючого у всіх режимах роботи: самоконтроль, контроль і модуль. На допомогу студентам при засвоєнні теоретичного матеріалу й принципів виконання графічних побудов для розв'язання завдань з тем “Точка”, “Пряма” і “Площина” на сайті Одеського національного морського університету виставлений інтерактивний курс навчання “Нарисна геометрія”, доступний тільки користувачам локальної мережі ОНМУ.

Як показали результати першого року педагогічного експерименту (2003-2004 рр.), впровадження в навчальний процес системи автоматизованого проектування AutoCAD помітно стимулює навчальну роботу. Вже на першому, найбільш відповідальному, початковому етапі вивчення теми “Точка” впровадження системи дозволяє створити міцну базу знань для полегшення засвоєння навчального матеріалу наступних тем. У той же час у студентів контрольних груп на цьому етапі зафіксовано авідносне відставання в засвоєнні теоретичного матеріалу, що гальмує розвиток їх просторової уяви і впливає на успішність. Студенти, які погано засвоїли тему “Точка”, не можуть належним чином засвоїти тему “Пряма” і т.д.

Кількісний та якісний аналіз результатів першого року педагогічного експерименту свідчать про те, що:

- з теми “Точка” середня оцінка в експериментальній групі на 33 бали вища, ніж у контрольній (при 10 бальній системі оцінювання знань і практичних умінь), тобто середня оцінка кожного студента експериментальної групи була вища на 1,1 бала аналогічної оцінки студента контрольної групи;

- з теми “Пряма” ця різниця становила вже 38 балів або 1,3 балів на кожного студента;

- з теми “Площина” - 59 балів або 1,9 балів на кожного студента;

- з теми “Поверхня” - 50 балів або 1,7 балів на кожного студента.

У свою чергу, вирівнювання знань на початковому етапі навчання й весь комплекс заходів (застосування методу моделювання) дає приріст успішності, тобто різницю сумарних балів студентів, що отримали задовільні оцінки (6 балів і вище), і сумарних балів студентів, що одержали незадовільні оцінки (менше 6 балів), з усіх чотирьох тем у середньому на 65 балів. Успішність в порівнянні із традиційною формою навчання підвищилася на 28,7 відсотків. Цей підсумок став можливим у результаті навчання студентів розв'язанню завдань за новою методикою, яка дозволяє використовувати можливості автоматизованої системи проектування AutoCAD, що робить процес навчання більш інтенсивним й ефективним і дозволяє підвищувати рівень самостійності виконання завдань (рис. 2).

Проведення другої серії експериментів (другий етап, 2004-2006 рр.) мало своєю метою визначення ефективності застосування таких складових комп'ютерно-орієнтованих технологій навчання, як: автоматизований контроль теоретичних знань і практичних умінь; інтерактивний курс навчання “Нарисна геометрія”; застосування системи AutoCAD.

Із впровадженням автоматизованого контролю знань і практичних з теми “Точка” в середньому оцінка в експериментальній групі на 58 балів вища, ніж у контрольній; з теми “Пряма” - на 52 бали; з теми “Площина” - на 88 балів; з теми “Поверхня” - на 92 бали.

На третьому етапі педагогічного експерименту (2006-2008 рр.) впровадження в навчальний процес контрольно-тренувальних вправ, обов'язкового постійного контролю теоретичних знань і практичних умінь, використання системи автоматизованого проектування AutoCAD для виконання практичних завдань та інтерактивного курсу навчання підвищили не тільки кількісні показники - успішність в експериментальних групах, але і якість навчання в цих групах. Заняття проходили в спеціалізованих комп'ютерних класах.

В процесі експерименту було поставлене завдання - встановити рівень засвоєння навчального матеріалу не тільки за результатами (оцінками) навчання, але й за рівнями розвитку просторових уявлень. Було встановлено змістове наповнення рівнів від нульового до четвертого для всіх тем графічних дисциплін. Результати експерименту показали, що до завершення вивчення останньої теми “Поверхня” курсу “Нарисна геометрія” різниця в просторовій уяві студентів, які навчалися за традиційною формою та із застосуванням AutoCAD, складала 20 % до загального числа студентів, а із застосуванням всього комплексу заходів - 45 % (рис. 3).

При дослідженні результатів навчання одним з важливих показників є уміння студентів працювати самостійно. Судити про здібності студентів працювати самостійно і про якість засвоєння матеріалу навчальної програми можна і за часом виконання конкретних практичних завдань. Результати експерименту показали, що при виконанні практичних завдань на комп'ютері, час, що студент витрачає на їхнє виконання, значно зменшується в порівнянні з традиційним способом формування результатів. Більш того, скорочення часу виконання тих самих завдань, як показали результати другого етапу педагогічного експерименту, досягнемо завдяки впровадженню в навчальний процес на цьому етапові автоматизованого контролю знань і навичок, а, також інтерактивного курсу. На рис. 4 представлені графіки усередненого часу виконання практичних завдань середньостатистичним студентом при різних формах навчання - традиційному і комп'ютеризованому (окремо перший і другий роки педагогічного експерименту).

Таким чином, результати дослідно-експериментальної роботи підтвердили гіпотезу, яка ґрунтується на припущенні, що графічна підготовка студентів в умовах комп'ютерно-орієнтованого навчання буде ефективною, якщо в її основу покласти інтерактивну систему навчання.

У результаті проведених досліджень були розв'язані наступні практичні і теоретичні завдання:

визначено мету, зміст і структуру графічних дисциплін у технічних ВНЗ;

встановлено необхідність дотримання принципів наступності, послідовності у викладанні графічних дисциплін у технічних ВНЗ;

з'ясовано основні фактори, що впливають на ефективність навчання графічним дисциплінам, - уміння самостійно працювати на окремих фазах навчання, рівень розвитку просторової уяви, теоретична підготовленість;

у зв'язку з тим, що перераховані фактори з перебігом навчального процесу якісно змінюються, уточнено характерні етапи і запропоновано методи навчання, що відповідають вимогам, висунутим на цих етапах;

з'ясовано порівняльну ефективність різних видів навчання графічним дисциплінам у технічних ВНЗ на різних етапах і за різними режимами навчального процесу;

розроблено методику автоматизованого контролю теоретичних знань і практичних умінь студентів технічних ВНЗ з графічних дисциплін і прогнозу успішності студентів з нарисної геометрії та технічної графіки;

розглянуто проблему підвищення рівня розвитку просторової уяви на початковому етапі навчання нарисної геометрії у ВНЗ, заснованої на теорії поетапного формування розумових дій;

продіагностовано готовність випускників середніх загальноосвітніх навчальних закладів до вивчення графічних дисциплін у технічних ВНЗ;

запропоновано механізми розв'язання проблеми вирівнювання теоретичних знань і практичних умінь на початковому етапі навчання графічним дисциплінам у технічних ВНЗ;

розроблено низку відповідних навчальних посібників (“Черчение в системе AutoCAD 2000”, “Сборник задач по начертательной геометрии в системе AutoCAD”, “Начертательная геометрия и AutoCAD”), інтерактивний навчальний курс “Нарисна геометрія”, програмний комплекс “Автоматизований контроль теоретичних знань і практичних навичок” та інших методичних, навчальних матеріалів, що створюють комплекс навчальної літератури і засобів з вивчення нарисної геометрії і креслення і відповідають специфіці інтерактивної системи навчання.

Загалом на основі проведених досліджень розроблена і впроваджена в навчальний процес технічних ВНЗ цілісна система інтерактивного комп'ютерно-орієнтованого навчання графічним дисциплінам.

ВИСНОВКИ

Узагальнення результатів дослідження дає підстави сформулювати такі висновки:

1. Обґрунтовано необхідність переходу з традиційної системи навчання графічним дисциплінам у вищих технічних навчальних закладах на систему навчання, засновану на сучасних досягненнях в області інформаційних комп'ютерних технологій. Характерними ознаками традиційних форм вивчення графічних дисциплін у технічних ВНЗ є: відсутність високотехнологічного середовища графічної підготовки, недостатня педагогічна ефективність традиційного змісту, підготовка майбутніх фахівців не відповідає сучасним вимогам виробництва і проектно-конструкторської діяльності. Необхідно щоб навчання графічним дисциплінам знаходилось на рівні, що відповідає досягненням педагогіки, психології та комп'ютерних технологій. У порівнянні із традиційним навчання графічним дисциплінам у технічних ВНЗ із застосуванням КОТ забезпечує більш високу навчальну мотивацію студентів, підвищення рівня теоретичних знань і практичних умінь та багатьох особистісних їх показників, повний контроль засвоєння навчального матеріалу кожним студентом. В умовах інтерактивного навчання у студентів з'являється перспективне бачення тенденції використання графічних засобів та методів для розв'язання професійних задач, підвищується активність і самостійність навчальної роботи, покращується сприйняття навчального матеріалу за рахунок використання мультимедійних засобів навчання.

2. Проаналізовано стан використання САПР у сучасному виробництві та практику вивчення графічних дисциплін із використанням САПР у вищих технічних навчальних закладах України. Результати вивчення стану і сучасних тенденцій в галузі проектно-конструкторських робіт на виробництві показало, що спостерігається різкий стрибок у рівні комп'ютеризації проектної і виробничої діяльності із застосуванням САПР. З метою підготовки майбутніх фахівців відповідно до сучасних вимог виробництва і проектно-конструкторських робіт розроблено інтерактивну методику викладання графічних дисциплін у технічних ВНЗ, засновану на застосуванні сучасних інформаційних комп'ютерних технологій.

3. Розроблено та експериментально перевірено методику навчання студентів графічним дисциплінам на базі САПР AutoCAD, яка: забезпечує наочність в отриманні тіл різних геометричних форм, сприяє розвитку просторової уяви; забезпечує індивідуальність і самостійність виконання завдань; робить процес навчання інтенсивнішим і ефективнішим у порівнянні з традиційним способом виконання креслень; вилучає рутинну роботу.

4. Визначено і теоретично обґрунтовано методичні підходи до навчання студентів графічним дисциплінам (на прикладі нарисної геометрії) на базі інтерактивної системи навчання. Результати впровадження в навчальний процес інтерактивної системи навчання графічним дисциплінам свідчать про: значне зростання зацікавленості студентів в засвоєнні цієї дисципліни; підвищення рівня набутих знань і, головне, практичних умінь з цієї дисципліни; скорочення часового навантаження для викладачів за рахунок впровадження автоматизованого контролю й інтерактивного курсу навчання і, як наслідок, збільшення часу на індивідуальне консультування відстаючих студентів.

5. Розроблено дидактичні та технічні засоби впровадження комп'ютерних технологій у процес навчання графічним дисциплінам. При кафедрі “Інженерна і комп'ютерна графіка” ОНМУ створено спеціалізований комп'ютерний клас для забезпечення підтримки навчання на всіх етапах пізнавального процесу відповідно до методики, заснованої на застосуванні сучасних комп'ютерних і інформаційних технологій.

Основні функції спеціалізованого класу: проведення практичних занять з використанням комп'ютера; проведення автоматизованого контролю теоретичних знань і практичних умінь; забезпечення виконання самостійних завдань; забезпечення процесу самонавчання.

Комп'ютерний клас укомплектовано апаратними і програмними засобами для забезпечення виконання згаданих вище функцій

6. Проведено педагогічний експеримент перевірки ефективності навчання графічним дисциплінам із застосуванням комп'ютерних інформаційних технологій. Результати експериментальної роботи підтвердили висунуті у процесі дослідження припущення, що навчання за запропонованою методикою інтерактивного навчання графічних дисциплін позитивно впливає на сформованість професійно важливих видів графічної діяльності студентів, на інтелектуальний розвиток студентів, розвиток їх просторової уяви і логічного мислення.

Зроблені висновки вказують на те, що мети дослідження досягнуто. Вагомим аргументом такого твердження є результати апробації і впровадження в навчальний процес викладання дисципліни “Нарисна геометрія”, запропонованої автором методики в спеціалізованому комп'ютерному класі кафедри “Інженерна і комп'ютерна графіка” Одеського національного морського університету.

Водночас одержані результати дослідження не вирішують усі проблеми наукового супроводу впровадження у навчальний процес вищої технічної школи інтерактивної методики (з використанням комп'ютерно-орієнтованих технологій навчання) вивчення графічних дисциплін. Навпаки, аналіз результатів, отриманих в процесі впровадження новітніх технологій в процес навчання графічним дисциплінам, розширив межі майбутніх досліджень. Вже зараз можна позначити такі напрями подальших наукових досліджень, як:

1) поширення функціональних можливостей інтерактивної системи навчання нарисній геометрії, які б дозволили використовувати її в процесі навчання й іншим графічним дисциплінам;

2) розроблення і впровадження в навчальний процес з різноманітних графічних дисциплін відповідних навчально-методичних посібників;

3) вивчення ринку САПР, їх апробація як навчальних засобів, відбір найбільш ефективної САПР з точки зору майбутньої професійної діяльності студентів і розроблення відповідних навчально-методичних рекомендацій щодо використання таких САПР в процесі засвоєння графічних дисциплін студентами відповідних спеціальностей.

Дослідження проблеми формування практичних умінь у процесі навчання студентів графічним дисциплінам у технічних вищих навчальних закладах дає можливість виявити та розв'язати суперечності між зростанням обсягу знань, умінь і навичок, необхідних сучасному фахівцеві, і недостатньою модернізацією існуючих форм і термінів підготовки студентів у цих навчальних закладах; структурою народного господарства, обумовленою інформатизацією суспільства та рівнем компетентності учасників ринку праці; світовими вимогами до системи дистанційного навчання й рівнем його розвитку в Україні.

Не зважаючи на очевидну ефективність проведення занять у спеціалізованих комп'ютерних класах, потрібно вказати і на можливі негативні наслідки такого навчання. Наразі відсутні результати досліджень, які б свідчили про вплив на психіку студентів багатоканальної подачі інформації. Цю прогалину намагаються заповнити фахівці Російського державного гуманітарного університету. Оснастивши експериментальні аудиторії повним комплексом устаткування, включаючи проектори, екрани, багатоканальні системи звуку, комп'ютерну техніку, цей університет разом з Інститутом психічного здоров'я РАН організував дослідження впливу багатоканальної форми подачі інформації на психіку студентів. Остаточних даних поки не отримано, але за результатами попереднього оброблення інформації з 30 чоловік, що залучені до проведення експерименту, психологи не рекомендують давати допуск до занять у мультимедійних класах одному-двом студентам. На думку науковців, ці студенти значною мірою піддаються непередбаченим змінам психіки та поведінкових характеристик.

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

Монографії

1. Юсупова М. Ф. Компьютерные информационные технологии в обучении начертательной геометри : [монография] / М. Ф. Юсупова. - К. : НПУ имени М. П. Драгоманова, 2006. - 280 с.

Навчальні посібники

2. Юсупова М. Ф. Черчение в системе AutoCAD 2000 : [учебное пособие] М. Ф. Юсупова. - К. : Алерта, 2003. - 328 с.

3. Юсупова М. Ф. Сборник задач по начертательной геометрии в системе AutoCAD / М. Ф. Юсупова, В. З. Данчев. - Одесса : Друк, 2005. - 256 с. 85 % (Автором розроблено методику та порядок рішення задач з нарисної геометрії з використанням системиAutoCAD).

4. Юсупова М. Ф. Начертательная геометрия и AutoCAD / М. Ф. Юсупова. - Одесса : Друк, 2005. - 302 с.

Статті

5. Юсупова М. Ф. Метод і алгоритм геометричної і математичної моделей у 3D комп'ютерному дизайні спряжених квазігвинтових поверхонь / М. Ф. Юсупова, А. М. Підкоритов, О. В. Савельєва, А. В. Павлишко // Праці Таврійської держ. агротехнічн. акад. : Прикладна геометрія та інженерна графіка. - Мелітополь : ТДАА, 2004. - Вип. 4, т. 24. - С. 66-70. 75 %. (Автором розроблено метод, геометрична і математична моделі в 3D складних квазігвинтових поверхнях).

6. Юсупова М. Ф. Шаблон документа для побудови трьох ортогональних і ізометричної проекції методом моделювання в системі AutoCAD / М. Ф. Юсупова, В. З. Данчев // Праці Таврійської державної агротехнічної академії : Прикладна геометрія та інженерна графіка. - Мелітополь : ТДАА, 2004. - Вип. 4, т. 25.- С. 100-105. 85 %. (Автором розроблена методика створення шаблона документа для виконання на його основі побудов у системі автоматизованого проектування AutoCAD).

7. Юсупова М. Ф. Застосування AutoCAD для створення тривимірних твердотільних моделей вузлів механізмів / М. Ф. Юсупова, В. З. Данчев // Праці Таврійської державної агротехнічної академії : Прикладна геометрія та інженерна графіка. - Мелітополь : ТДАА, 2004. - Вип. 4, т. 27. - С. 91-96. 85 %. (Автором розроблена методика створення за допомогою метода моделювання в системі у системі автоматизованого проектування AutoCAD збірок вузлів механізмів з необхідними вирізами на них).

8. Юсупова М. Ф. Моделювання твердих тіл складної конфігурації М. Ф. Юсупова, В. З. Данчев // Праці Таврійської держ. агротехнічної академії: Прикладна геометрія та інженерна графіка. - Мелітополь : ТДАА, 2005. - Вип. 4, т. 30. - С. 129-135. 85 %. (Автором розроблена методика створення методом моделювання у системі автоматизованого проектування AutoCAD твердих тіл складної конфігурації).

9. Юсупова М. Ф. Моделювання фаски головки болта / М. Ф. Юсупова, В. З. Данчев // Праці Таврійської держ. агротехнічної академії : Прикладна геометрія та інженерна графіка. - Мелітополь : ТДАА, 2006. - Вип. 4, т. 31.- С. 133-136. 85 %. (Автором розроблена методика створення методом моделювання заготовки фаски головки болта).

10. Юсупова М. Ф. Компьютер как средство повышения эффективности учебного процесса / М. Ф. Юсупова, В. К. Сидоренко // Наука і освіта : науково-практ. журнал Південного наукового центру АПН України. - 2006. - № 3-4. - С. 171-174. 90 %. (Автором розглянуто питання педагогічної стратегії ефективності впровадження комп'ютера в учбовий процес).

11. Юсупова М. Ф. Моделювання тіл спиралевидної форми в системі AutoCAD / М. Ф. Юсупова, В. З. Данчев // Праці Таврійської держ. агротехн. Академії : Прикладна геометрія та інженерна графіка. - Мелітополь : ТДАА, 2006. - Вип. 4, т. 31. - С. 83-88. 85 %. (Автором розроблена методика моделювання у системі AutoCAD методом видавлювання тіл форми спіралі).

12. Юсупова М. Ф. Компьютерные телекоммуникации как объект изучения / М. Ф. Юсупова, В. К. Сидоренко // Науковий вісник Південноукраїнського державного педагогічного університету ім. К. Д. Ушинського : зб. наук. праць. - Одеса : ПДПУ, 2006. - № 5-6. - С. 9-21. 90 %. (Автором розглянуті завдання, які вирішуваються з використанням комп'ютерних телекомунікацій в педагогіки).

13. Юсупова М. Ф. Эффективность использования информационных технологий (ИТО) / М. Ф. Юсупова, В. К. Сидоренко // Наука і освіта : науково-практичний журнал Південного наук. центру АПН України. - 2006. № 3-4. - С. 124-128. 90 %. (Автором проведено аналіз ефективності використання в учбовому процесі інформаційних технологій).

14. Юсупова М. Ф. Математичний метод і алгоритм виключення інтерференції спряжених квазігвинтових поверхонь із застосуванням сучасних комп'ютерних технологій / М. Ф. Юсупова, А. М. Підкоритов, Л. Г. Дюкре // Праці Таврійської держ. агротехнічної академії : Прикладна геометрія та інженерна графіка. - Мелітополь : ТДАА, 2006. - Вип. 4, т. 32. - C. 74-79. 65 %. (Автором розроблено математичний метод виключення інтерференції спряжених квазігвинтових поверхонь зубчатих передач і багатозаходових чистових черв'ячних фрез).

15. Юсупова М. Ф. Комп'ютерна модель спряжених криволінійних поверхонь / М. Ф. Юсупова, А. М. Підкоритов, Л. Г. Дюкре // Праці Таврійської державної агротехнічної академії : Прикладна геометрія та інженерна графіка. - Мелітополь, 2006. - Вип. 4, т. 33. - С. 10-14. 70 % (Автором розроблено комп'ютерну модель спряжених криволінійних поверхонь стосовно машинобудування та кораблебудування).

16. Юсупова М. Ф. Автоматизированный контроль теоретических знаний и практических навыков по начертательной геометрии / М. Ф. Юсупова, В. З. Данчев // Сучасні інформаційні технології та інноваційні методики навчання в підготовці фахівців : методологія, теорія, досвід, проблеми : зб. наук. праць. Київ-Вінниця, 2006. - Вип. 9. - C.477-487. 85 %. (Автором розроблена ідеологія автоматизованого контролю теоретичних знань та практичних навичок по нарисної геометрії).

17. Юсупова М. Ф. Оценка дидактической эффективности применения информационных компьютерных технологий обучения (ИКТО) / М. Ф. Юсупова // Науковий вісник : зб. наук. праць. - Одеса : ПДПУ ім. К. Д. Ушинського, 2006. - № 11-12. - С. 32-40.

18. Юсупова М. Ф. Интерактивный курс обучения “Начертательная геометрия” / М. Ф. Юсупова, В. З. Данчев // Сучасні інформаційні технології та іноваційні методики навчання в підготовці фахівців : методологія, теорія, досвід, проблеми : зб. наук. праць. - Київ-Вінниця, 2006. - Вип. 10. - C. 488-493. 85 %. (Автором розроблено інформаційне поповнення інтерактивного курсу навчання нарисної геометрії).

19. Юсупова М. Ф. Можливість автоматизованої системи проектування AutoCAD визначати масові характеристики складних перетинів / М. Ф. Юсупова, А. М. Подкоритов, Н. П. Ісмаїлова / Вісник Одеської державної академії будівництва та архітектури : зб. наук. праць. - Одеса : ОДАБіА, 2009. - Вип. 34, ч. 2. - С. 694-696. 75 %. (Автором розглянута послідовність використання команд автоматизованої системи AutoCAD для визначення геометричних характеристик складних перетинів).

20. Юсупова М. Ф. Аналіз результатів апробації і експлуатації програмних засобів інтерактивної системи навчання дисципліні “Нарисна геометрія” М. Ф. Юсупова // Теорія і практика управління соціальними системами : філософія, педагогіка, соціологія : щоквартальний наук.-практ. журнал. - Харків : НТУ “ХПІ”. - 2009. - № 2. - С. 79-83.

21. Юсупова М. Ф. Параметрично геометричне моделювання дискових фрез / А. М. Подкоритов, Л. Г. Дюкре, Н. П. Ісмаїлова, М. Ф. Юсупова / Вісник Одеської державної академії будівництва та архітектури : зб. наук. праць. - Одеса : ОДАБіА, 2009. - Вип. 34, ч. 1. - С. 689-691.

22. Юсупова М. Ф. Гарантія захисту й охорони інтелектуальних прав і власності особистості / М. Ф. Юсупова // Збірник наукових праць НУВГП. - Вип. 3 (47). - 2009. - C.68-75.

23. Юсупова М. Ф. Обґрунтування ідеології навчання нарисної геометрії з використанням комп'ютерних технологій / М. Ф. Юсупова // Науковий вісник : зб. наук. праць. - Одеса : ПДПУ ім. К. Д. Ушинського, 2009. - С. 3-12.

24. Юсупова М. Ф. Аналіз результатів апробації та експлуатації програмних засобів інтерактивної системи навчання дисципліні “Нарисна геометрія” М. Ф. Юсупова // Теорія і практика управління соціальними системами : щоквартальний наук.-практ. журнал. - Харків : НТУ “ХПІ”, 2009. - № 2. - C. 79-83.

25. Юсупова М. Ф. Освіта як один з головних чинників в інформаційному суспільстві / М. Ф. Юсупова // Теорія і практика управління соціальними системами : щоквартальний наук.-практ. журнал. - Харків : НТУ “ХПІ”, 2009. - № 3. - С. 40-46.

26. Юсупова М. Ф. Реалізація політехнічного принципу в процесі навчання курсу “Креслення” з використанням комп'ютерних технологій / М. Ф. Юсупова // Молодь і ринок : наук.-педагог. журнал. - Дрогобич, 2009. - С. 16-20.

27. Юсупова М. Ф. Міжпредметнии зв'язок з використанням інформаційних технологій у курсу креслення / М. Ф. Юсупова, Д. В. Нечаева Педагогіка формування творчої особистості у вищих і загальноосвітніх закладах : зб. наук. пр. - Запоріжжя, 2009. - Вип. 3 (56). - С. 421-426. 80 %. (Автором розкрита сутність формування професійної компетенції з графічної підготовки студентів інженерних спеціальностей).

28. Юсупова М. Ф. Організація практичних занять з нарисної геометрії для досягнення дидактичних цілей в умовах використання комп'ютерних технологій / М. Ф. Юсупова, Д. В. Нечаева // Педагогіка формування творчої особистості у вищих і загальноосвітніх закладах : зб. наук. пр. - Запоріжжя, 2009. - Вип. 5 (58). - С. 485-490. 85 %. (Автором розроблена ідеологія автоматизованого контролю теоретичних знань та практичних навичок по нарисної геометрії).

29. Юсупова М. Ф. Навчання графічним дисциплінам з використанням комп'ютерно-орієнтованих дидактичних засобів / М. Ф. Юсупова, В. К. Сидоренко // Таврійський вісник освіти : наук.-метод. журнал. - Херсон : Ранок, 2003.- Вип. 2. - С. 76-86. 85 %. (Автором розроблена структура, визначена мета автоматизованого курсу з нарисної геометрії).

30. Юсупова М. Ф. Интерактивная система обучения “Начертательная геометрия” / М. Ф. Юсупова, В. З. Данчев, И. В. Дуюн // Новый коллегиум : сб. докл. на конф. ВИРТ-2006. - Харьков-Ялта, 2006. - Вып. 10. - С. 321-330. 80 %. (Автором розроблена ідеологія роботи інтерактивного курсу навчання нарисної геометрії).

31. Юсупова М. Ф. Современный педагогический тезаурус информационной культуры / М. Ф. Юсупова, В. К. Сидоренко // Полтавський державний педагогічний університет ім. В. Г. Короленка. - Полтава, 2007. - C. 5-10. 90 %. (Автором розглянуто порівняно-порівняльний аналіз педагогічного тезауруса інформаційної культури).

32. Юсупова М. Ф. Комп'ютерне твердотільне геометричне моделювання дискових фрез для обробки гвинтових нелінійчатих поверхонь довільного профілю / М. Ф. Юсупова, А. М. Підкоритов, Л. Г. Дюкре, С. О. Осіпов // Праці Таврійської держ. агротехнічної академії : прикладна геометрія та інженерна графіка. - Мелітополь : ТДАА, 2007. - Т. 1, вип. 5. - С. 7-11. 65 %. (Автором розроблено комп'ютерне твердотільне моделювання дискової фрези).

33. Юсупова М. Ф. Использование современной портативной техники в проектировании и и моделировании / М. Ф. Юсупова, А. М. Подкоритов, Л. Г. Дюкре, А. А. Токарев // Сб. тр. ІХ межд. науч.-практ. конф. [“Современные проблемы геометрического моделирования СПГМ-9”; (13-15 июня 2007 г.)]. - Мелитополь : ТГАТА, 2007. - С. 39-42. 65 %. (Автором розглянуто метод отримання двовимірного і тривимірного зображення об'єкту в системі AUTOCAD з цифрової фотографії з метою полегшення визначення розмірів в труднодоступних місцях).

34. Юсупова М. Ф. Виртуальная учебная лаборатория / М. Ф. Юсупова // Полтавський державний педагогічний університет ім. В. Г. Короленка. - Полтава, 2006. - C. 93-99.

35. Юсупова М. Ф. Можливість автоматизованої системи проектування AutoCAD визначати масові характеристики складних перетинів / М. Ф. Юсупова, В. Ф. Зелінський, Д. А. Зелінська // Сб. тр. ІХ межд. науч.-практ. конф. [“Современные проблемы геометрического моделирования СПГМ-9”, (13-15 июня 2007 г.)]. - Мелитополь : ТГАТА 2007. - С. 69-73. 75 %. (Автором розглянута послідовність використання команд автоматизованої системи AutoCAD для визначення геометричних характеристик складних перетинів).

36. Юсупова М. Ф. Застосування методу моделювання при побудові ліній перетину геометричних фігур / М. Ф. Юсупова, В. З. Данчев // Сб. трудов VIII межд. науч.-практ. конф. [“Современные проблемы геометрического моделирования”]. - Мелитополь : ТГАА, 2004. - С. 81-85. 85 %. (Автором розроблена методика побудови ліній перетину геометричних фігур в AvtoCAD).

37. Юсупова М. Ф. Використання системи AutoCAD для точного структурного аналізу механізму в дисципліні “Теорія механізмів і машин” / М. Ф. Юсупова, В. Ф. Зелинский, Л. Г. Дюкре, Д. В. Нечаева // Сб. тр. ІХ межд. науч.-практ. конф. [“Современные проблемы геометрического моделирования СПГМ - 9”, (13-15 июня 2007 г., Мелитополь]. - Мелитополь ТГАТА 2007. - С. 98-101. 75 %. (Автором розроблено метод впровадження системі AUTOCAD при проектуванні і розробці курсових проектів).

38. Юсупова М. Ф. Побудова в системі AutoCAD розгорток багатогранних фігур методом моделювання / М. Ф. Юсупова, В. З. Данчев // Сб. трудов VIIІ межд. науч.- практ. конф. “Современные проблемы геометрического моделирования”. - Мелитополь : ТГАА, 2004. - С. 60-64. 85 %. (Автором розроблена методика побудови повної розгортки багатогранної поверхні в системі AutoCAD із застосуванням методу моделювання).

Статті та доповіді на конференціях

39. Юсупова М. Ф. Интерактивная система обучения начертательной геометри с автоматизированным контролем знаний и практических навыков / М. Ф. Юсупова, В. З. Данчев // Труды VII межд. науч.-практ. конф. Современные информационные и электронные технологии”, (СИЭТ, Одесса, 22-26 мая 2006 г.)]. - Одеса : ОНПУ, 2006. - Т. 2. - С. 228. 85 %. (Автором розроблено тестовий контроль та контроль практичних навичок).

40. Юсупова М. Ф. Наближений спосіб ділення кола на N частин / М. Ф. Юсупова, В. Ф. Зелинский, Л. Г. Дюкре // ІХ Укр. науч.-метод. конф. [“Нові інформаційні технології навчання в навчальних закладах України”]. - Одеса : ОНМУ, 2003. - С. 46-47. 85 %. (Автором запропоновано спосіб для використання поділу кола на N частин).

41. Юсупова М. Ф. Електронний підручник “Нарисна геометрія” в системі дистанційного навчання / М. Ф. Юсупова, В. З. Данчев, В. Ф. Зелинский, В. М. Тюленев, Л. Г. Дюкре // Сб. тр. в Межд. конф. памяти проф. И. И. Мархеля. - Одеса : ЮДПУ им. К. Д. Ушинського, 2005. - С. 191-195. 65 %. (Автором розроблено принципи використання електронного підручника).

42. Юсупова М. Ф. Трехмерные модели, AUTODESK INVENTOR, проектирование металлоконструкций, расчет напряжений, численные методы М. Ф. Юсупова, М. А. Стариков, Я. В. Савченко, Д. А. Нечаева, А. А. Кундиловский // Графика ХХІ века : Тезисы док-ов ІХ Межд. студ. науч.-техн. конф., (Севастополь, 26-28 сент. 2006 г.). - Севастополь : Изд-во СевНТУ”, 2006. - С. 101-103. 65 %. (Автором розробленоа принципи проектування трьохмірних моделей металоконструкцій в системі AUTODESK INVENTOR).

43. Юсупова М. Ф. Использование современной портативной техники в проектировании и моделировании / М. Ф. Юсупова, А. А. Токарев // Сб. трудов Юбилейная Х всеукр. студ. науч.-техн. конф. [“Графика ХХІ” (Севастополь, 2-5 октяб. 2007 г.)]. - Севастополь : “СевНТУ”, 2007. - С. 107-109. 85 %. (Автором розроблено ідея використання техніки в проектуванні і моделюванні).

44. Юсупова М. Ф. Вплив автоматизованого контролю знань на ефективність навчання графічним дисциплінам / М. Ф. Юсупова // Матеріали Всеукр. наук.-метод. конф. [“Підготовка фахівців у системі професійної освіти: проблеми, технології, перспективи” (Криворізький технічний університет, 9-10 квіт. 2009 р.)]. - Кривий Ріг : Видавничий центр КТУ, 2009. С. 417-419.

АНОТАЦІЇ

Юсупова М.Ф. Методика інтерактивного навчання графічним дисциплінам у вищих технічних навчальних закладах. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора педагогічних наук за спеціальністю 13.00.02 - теорія і методика навчання кресленню. - Київ, 2010.

У дисертації розкриті сучасні тенденції і перспективи застосування інформаційних технологій у графічній підготовці студентів. Показано, що створення нових інформаційних технологій і їхнє впровадження в освітню сферу має стійку і необоротну тенденцію. Визначено психолого-педагогічні закономірності навчально-пізнавальної діяльності студентів в умовах комп'ютерного навчання.

Обґрунтовано доцільність застосування інформаційних комп'ютерних технологій у процесі навчання графічним дисциплінам та впроваджено в навчальний процес інтерактивний навчальний курс “Нарисна геометрія”, програмний комплекс автоматизованого контролю теоретичних знань і практичних навичок з нарисної геометрії.

Визначено і дидактично обґрунтовані теоретичні підходи до використання автоматизованої системи проектування AutoCAD для виконання графічних завдань з нарисної геометрії.

Розроблено критерії оцінювання знань студентів з графічних дисциплін в умовах комп'ютерного навчання. З цією метою проаналізовані існуючі в практиці вищої школи підходи до контролю знань і вмінь студентів з графічних дисциплін. Показано, що традиційна оцінка результатів діяльності студентів не стимулювала їх до творчої діяльності. Розроблений автоматизований контроль знань дає можливість кожному студентові самостійно контролювати рівень своїх знань з будь-якої теми.

Здійснено експериментальну перевірку методики графічної підготовки студентів, що показала істотне підвищення рівня засвоєння навчального матеріалу, можливість систематичної оцінки результатів навчальної діяльності одночасно всіх студентів навчальної групи. В умовах комп'ютерного навчання формується психологічна сумісність студента з персональним комп'ютером, що, у свою чергу, є важливою умовою для реалізації мотиваційних ресурсів студента в його навчально-пізнавальній діяльності.

Матеріали дисертації містять теоретико-методичні рекомендації для істотного вдосконалення навчальних програм, підручників і навчальних посібників з графічних дисциплін.

Основні результати проведеного дослідження можуть бути масово використані викладачами графічних дисциплін у вищих навчальних закладах і розроблювачами інтерактивних систем навчання.

Ключові слова: нарисна геометрія, комп'ютерне навчання, інтерактивна система навчання, автоматизований контроль знань, автоматизований контроль графічних побудов.

Юсупова М. Ф. Методика интерактивного обучения графическим дисциплинам в высших технических учебных заведениях. - Рукопись.

Диссертация на соискание научной степени доктора педагогических наук по специальности 13.00.02 - теория и методика обучения черчению. - Киев, 2010.

В диссертации раскрыты современные тенденции и перспективы применения информационных технологий в графической подготовке студентов. Исследование подтверждает, что современные информационные технологии находят широкое применение в разных сферах практической и образовательной деятельности. Их применение обеспечивается постоянным совершенствованием технических возможностей компьютерных средств и программного обеспечения к ним. В диссертации раскрыты современные тенденции и перспективы применения информационных технологий в графической подготовке студентов. Показано, что создание новых информационных технологий и их внедрение в образовательную сферу имеет устойчивую и необратимую тенденцию. Определены психолого-педагогические закономерности учебно-познавательной деятельности студентов в условиях компьютерного обучения.

Обоснована целесообразность применения информационных технологий в процессе обучения графическим дисциплинам и внедрение в учебный процесс интерактивного курса обучения „Начертательная геометрия”, и программного комплекса автоматизированного контроля теоретических знаний и практических навыков по начертательной геометрии.

Определены и дидактически обоснованы теоретические подходы к использованию автоматизированной системы проектирования AutoCAD для выполнения графических заданий по начертательной геометрии. Разработаны критерии оценки знаний студентов в условиях компьютерного обучения. С этой целью проанализированы существующие в практике высшей школы подходы к контролю знаний и умений студентов по графическим дисциплинам в условиях компьютерного обучения. Показано, что традиционная оценка результатов деятельности студентов не стимулировала их к творческой деятельности. Разработанный автоматизированный контроль знаний дает возможность каждому студенту самостоятельно проконтролировать уровень своих знаний по любой теме.

Осуществлена экспериментальная проверка методики графической подготовки студентов, которая показала существенное повышение уровня усвоения учебного материала. В условиях компьютерного обучения формируется психологическая совместимость студента с персональным компьютером, что выступает важным условием для реализации мотивационных ресурсов студента в его учебно-познавательной деятельности.

Материалы диссертации содержат теоретико-методические рекомендации для существенного усовершенствования учебных программ, учебников и учебных пособий по графическим дисциплинам.

Основные результаты проведенного исследования могут быть использованы преподавателями графических дисциплин в высших учебных заведениях и разработчиками интерактивных систем обучения.

Ключевые слова: начертательная геометрия, компьютерное обучение, интерактивная система обучения, автоматизированный контроль знаний, автоматизированный контроль графических построений.

Yusuphova M. F. Methodic interactive education graphic subjects in high technical schools. - Manuscript.

The dissertation on competition of a scientific degree of the doctor of pedagogical sciences in specialty 13.00.02 - theory and technique of training to plotting. - Kyiv, 2010.

The dissertation is devoted to research of opportunities of use of information technologies in graphic preparation of the students of higher educational institutions. The research confirms, that the modern information technologies find wide application in different spheres of practical and educational activity. Their application is provided with constant perfection of technical opportunities of computer means and software to them.

In the dissertation the modern lines and prospects of application of information technologies in graphic preparation of the students are opened. Is shown, that: creation of new information technologies and their introduction in educational sphere has the steady and irreversible tendency. The psychology-pedagogical laws educational - cognitive of activity of the students in conditions of computer training are determined.

The expediency of application of information technologies is proved during training to graphic disciplines, and introduction in educational process of an interactive training rate “Descriptive geometry”, and program complex of the automated control of theoretical knowledge and practical skills on descriptive of geometry.

Are determined and it is didactic the theoretical approaches to use of the automated system of designing AutoCAD for performance of the graphic tasks on descriptive of geometry are proved. The criteria of an estimation of knowledge of the students on graphic disciplines in conditions of computer training are developed. For this purpose the higher schools, existing in practice, the approaches to the control of knowledge and skills of the students on graphic disciplines are analyzed. Is shown, that the traditional estimation of results of activity of the students did not stimulate them to creative activity. The developed automated control of knowledge enables each student independently to check a level of the knowledge on any theme.

The experimental check of a technique of graphic preparation of the students is carried out which has shown essential increase of a level of mastering of an educational material, opportunity of a regular estimation of results of educational activity simultaneously at all students of educational group. In conditions of computer training the psychological compatibility of the student with the personal computer is formed, that, in turn, acts by the important condition for realization motivational of resources of the student in it (him) educational - cognitive of activity.

The materials of the dissertation contain the theorist - methodical recommendations for essential improvement of the educational programs, textbooks and manuals on graphic disciplines.

The basic results of the carried out (spent) research can mass be used by the teachers of graphic disciplines in higher educational institutions and developers of interactive systems of training.

Key words: descriptive geometry, educational technologies, computer technologies, computer training, interactive system of training automated control of knowledge automated control of graphic constructions, virtual laboratory, multimedia of technology, program complex, computer network, network Internet, Internet of technology, innovations, information, intercultural communications, animation.

Размещено на Allbest.ur