Введение к работе
Список сокращений, используемых в автореферате:
ГГО – геометро-графическое образование;
НГ – начертательная геометрия;
ТГМ – теория геометрического моделирования;
ФГОС – Федеральные государственные образовательные стандарты.
Актуальность исследования. Современные потребности повышения качества российского высшего технического образования ставят перед педагогической наукой задачу определить источники и направления реформирования высшего профессионального образования. Ускоренно развивающиеся процессы информатизации и интеграции различных сфер деятельности, рост информационных потоков и инноваций в области производства и образования обусловливают необходимость постоянного обновления знаний выпускников и повышения качества их подготовки. Динамичность общественного развития предполагает, что профессиональная деятельность человека не предопределена на весь период его профессиональной карьеры и предусматривает необходимость процесса постоянного повышения своей профессиональной компетентности. Формирование современной профессиональной компетентности становится одной из основных функций всего процесса подготовки будущих инженеров. Все это вызывает необходимость дальнейшего совершенствования содержания образования и повышения качества образовательного процесса в высшей профессиональной технической школе на основе интеграции образования, науки и производства.
Проблема интеграции имеет принципиальное значение как для развития научных основ педагогики, так и для практической деятельности преподавателей; она связана с проблемой отбора и структурирования содержания образования, узловыми вопросами которой являются выделение структурных элементов содержания образования и определение системообразующих связей между ними, что подтверждается сквозным значением этих вопросов в истории развития педагогических теорий, в процессе становления высшей профессиональной школы, а также тенденциями научных исследований в педагогике на современном этапе.
Одним из концептуальных положений обновления содержания ВПО в XXI веке становится компетентностный подход, применение которого ведет к новому видению самого содержания образования, его методов и технологий. Одной из основных единиц обновления содержания образования выступает понятие компетентности (интегративное свойство личности, обусловленное совокупностью качеств личности студента – знаний, умений, навыков, опыта, способностей, ценностно-смысловых ориентаций, которые обеспечивают и усиливают его готовность к работе по специальности), характеристика ее видов и состава.
Интеграция наук имеет принципиальное значение как для процесса формирования профессиональной компетентности будущих инженеров, так и для последующей профессиональной деятельности. Большинство студентов инженерных вузов пока не осознают необходимости изучения общепрофессиональных дисциплин, в число которых входят геометро-графические дисциплины, и, прежде всего, начертательная геометрия и инженерная графика, являющиеся базой для геометро-графической подготовки специалистов в техническом вузе. Геометро-графические дисциплины предназначены, по самой своей сути, обеспечивать преподавание целого ряда курсов в техническом вузе, поскольку интеллектуальная деятельность инженера обусловливает оперирование геометро-графическими визуальными образами. Существующие формы и методы преподавания геометро-графических дисциплин обособлены от общеинженерных и специальных дисциплин и ориентируют на решение проблем, связанных с проектно-чертежной деятельностью, не придавая значения развитию у студентов способности к геометро-графическому моделированию. В результате изолированного изучения начертательной геометрии и инженерной графики от общеинженерных и специальных дисциплин у студентов слабо формируются компетентности, позволяющие им правильно ориентироваться в практических заданиях, применять знания для решения прикладных задач, связанных с будущей специальностью. Студенты не умеют переносить знания, полученные при изучении этой комплексной дисциплины (начертательной геометрии и инженерной графики), для объяснения процессов и явлений, изучаемых в других дисциплинах. Все это отрицательно сказывается на эффективности процесса обучения в целом, и геометро-графическим дисциплинам в частности. Осознание же студентами значимости изучаемых дисциплин в их взаимосвязи и взаимодействии, что необходимо для глубокого научного познания и теоретического осмысления различных явлений и процессов, определяется междисциплинарными компетентностями. Именно формирование междисциплинарных компетентностей – способности к синтезу научных знаний, комплексному рассмотрению всех объектов и явлений в их взаимодействии и развитии, обеспечивает последующую эффективную профессиональную деятельность инженеров с учетом быстрого изменения содержания труда и обновления прикладных задач. В таких условиях учебные планы должны базироваться на интеграции образования, науки и производства.
В современных условиях роль геометро-графической подготовки существенно расширяется. Инвариантной относительно предметного содержания функцией интеллектуальной деятельности технического специалиста является оперирование геометрическими визуальными образами (графиками, схемами и геометро-графическими моделями объектов), что ставит изучение цикла геометро-графических дисциплин на особое место. Бурное развитие информационных технологий во всех сферах общественной деятельности, позволяющие быстро и точно визуализировать воспринимаемую информацию, предъявляет возросшие требования к визуально-образным навыкам. Это связано с тем, что визуальная информация (в том числе, получаемая посредством информационных технологий) повышает информационную емкость восприятия современного выпускника, обеспечивает его интерактивное взаимодействие с моделью, ориентирует его на преобразование абстрактно-логической информации в визуально-образную, позволяя упростить процесс решения инженерных задач, тем самым, обеспечивая интеграцию общеинженерных и специальных дисциплин. Преимущество получают те специалисты, мышление которых способно к синтезу образного и рационального. Развитию способности к такому синтезу в значительной мере способствует овладение методами геометрического моделирования объектов и процессов. Более того, глубокое овладение специалистом методами и приемами геометро-графического моделирования, проявляющееся в умении строить полную цепочку использования компьютера (реальная ситуация, алгоритм, визуализация геометро-графической модели, анализ результатов), отражает суть междисциплинарного содержания образования, обеспечивающего естественную интеграцию дисциплин. Подчеркнем, что модели, основанные на геометро-графических методах (с возможностью визуализации модели) нередко оказываются на практике более эффективными, нежели чисто аналитические модели. Поэтому освоение теории геометрического моделирования (с компьютерной визуализацией) нужно рассматривать не в узком смысле геометро-графической подготовки, а как самоценный компонент геометро-графического образования.
Следует отметить группу проблем, порожденных постоянным расширением спектра направлений профессиональной деятельности инженера, связанных с современным уровнем развития науки. В них ярко выражена интеграция общественных, естественнонаучных и технических знаний, специфика которых уже не позволяет в процессе обучения использовать имеющиеся методические наработки в готовом виде. В частности, учебник, по-прежнему выступающий как основной инструмент методического обеспечения и источник знаний, должен иметь не только обучающий, но и развивающий характер, тем самым, помогая студенту, на основе ранее усвоенных знаний, формировать новые знания, которые в дальнейшем войдут в интеллектуальный аппарат личности и применимы в процессе самостоятельных поисков и открытий.
Отмеченные проблемы объективно порождены процессами, происходящими на современном этапе развития общества. Необходимо отметить заметную в последние десятилетия тенденцию сокращения объема аудиторных часов вообще и в частности, отводимых на изучение курса начертательной геометрии и инженерной графики, и увеличения удельного веса самостоятельной работы студентов, в целом. Эта тенденция имеет как объективные, так и субъективные причины, основными из которых являются:
- мнение о начертательной геометрии как обеспечивающей дисциплины лишь курса черчения нередко дает основание считать ее значение в области образования постепенно снижающимся в связи с широким внедрением компьютерной графики в учебный процесс и инженерную практику;
- представление, что геометро-графические методы решения задач, изучаемые в традиционном курсе начертательной геометрии, служат лишь развитию пространственного мышления студентов;
- начертательная геометрия могла быть обеспечивающей дисциплиной при изучении ряда спецкурсов или разделов по математическому моделированию объектов и процессов, но искусственный отрыв НГ от смежных математических дисциплин и отнесение ее к общеинженерным дисциплинам лишает ее этой возможности;
- техническая замена инструментов черчения и чрезмерное увлечение информационно-технологической составляющей начертательной геометрии – компьютерной графикой, не способствуют формированию творческой мысли современного инженера, что, в свою очередь, отрицательно влияет на интеллектуальное развитие будущих выпускников.
Эти современные суждения не соответствуют существующей сегодня практике обучения геометро-графическим дисциплинам, в массе своей ориентированной на узкоспециализированную подготовку специалистов. Для преодоления этого несоответствия требуется разработка новых подходов к организации учебно-познавательной деятельности студентов, способной создать условия для повышения качества обучения, развития профессиональных качеств личности, ее творческих способностей, самостоятельности и активности.
Одним из таких подходов является междисциплинарный подход, базирующийся на интеграции дисциплин, обеспечивающий систематизацию, обобщение и уплотнение знаний на основе междисциплинарных связей, что способствует повышению научного уровня знаний будущего инженера, развитию у него теоретического мышления и умения использовать знания из различных научных областей при решении инженерных задач. Интеграция дисциплин является в настоящее время определяющим фактором, способным оказывать влияние на обновление содержания образования и выступает в двух ипостасях: как цель обучения – создание у студентов целостного представления об окружающем мире; как средство обучения – нахождение общей платформы сближения дисциплинарных знаний.
Анализ и оценка исходных фактов привели к основной идее и концепции исследования, обусловленных тем, что необходим пересмотр принципов формирования системы представлений о начертательной геометрии, (составляющей ядро геометро-графического образования и обеспечивающей освоение теоретических основ инженерной и компьютерной графики), реорганизовав эту дисциплину из сугубо прикладной, обеспечивающей чертежно-проектную деятельность, в дисциплину, развивающую у студентов способности к геометрическому моделированию, формируя междисциплинарные компетентности. При этом, начертательная геометрия в соответствии с общепринятой системой представлений должна определяться как раздел математики, являющейся базовой частью теории геометрического моделирования пространственных форм различной размерности и различной структуры. Основная идея исследования определила постановку задачи по разработке концепции формирования структуры и содержания геометро-графического образования в техническом вузе в условиях интеграции с общеинженерными и специальными дисциплинами. Её сущность заключается в совершенствовании процесса обучения геометро-графическим дисциплинам во втузе как целостной системы обучения на основе междисциплинарного подхода и соответствующего ему принципа интеграции дисциплин, обеспечивающего эффективное профессиональное становление будущего специалиста. Системообразующим фактором интеграции выступает геометро-графическая модель, обеспечивающая формирование междисциплинарных компетентностей у выпускников и акцентирование развития у них визуально-образного мышления.
Анализ состояния проблемы формирования содержания геометро-графического образования позволил выявить противоречия:
социально-педагогического уровня – между возросшей потребностью общества в профессионально-мобильных специалистах широкого профиля, теоретически и практически подготовленных к работе на современном промышленном производстве, и реальным содержанием геометро-графического образования в системе высшего профессионального образования, ориентированного на узкоспециализированную подготовку специалистов;
методологического уровня – между задачей формирования целостного индивидуального научного знания студента, обусловленного объективной необходимостью приобщения геометро-графических методов моделирования к исследованию производственных процессов и явлений и узкопредметной направленностью геометро-графического образования, выражающейся в совершенствовании знаний, умений и навыков, не всегда ориентированных на развитие социальной мобильности, личностного потенциала, способности к решению проблем собственного жизненного и профессионального развития;
научно-теоретического уровня – между междисциплинарной ролью геометро-графических знаний в профессиональной деятельности конкурентоспособного специалиста и отсутствием в технических вузах такой системы обучения и воспитания, которая демонстрировала бы эту роль и учила эффективному применению геометро-графических методов в их профессиональной и общественной жизни;
научно-методического уровня – между потребностью в совершенствовании содержания геометро-графического технического образования, обусловленной ростом использования геометро-графических методов в производственной сфере; все возрастающим объемом информации и недостаточным уровнем его научно-методического обеспечения в педагогической науке и практике.
Приходится констатировать, что в настоящее время отечественное геометро-графическое образование студентов переживает кризис. Традиционно сложившаяся система преподавания геометро-графических дисциплин в целом (и начертательной геометрии в частности) не учитывает современного уровня рзвития общества, характеризующегося интенсивной разработкой новых направлений, подходов, идей во всех сферах человеческой деятельности, и не перерастает в полноценное геометро-графическое образование. Таким образом, имеется настоятельная необходимость разработки современного подхода к формированию структуры и содержания геометро-графического образования.
Проблема исследования: определение теоретико-методологических принципов формирования структуры и содержания геометро-графического образования в техническом вузе, обеспечивающего научно-обоснованную интеграцию дисциплин в подготовке инженеров и отвечающего требованиям формирующейся в инженерной и научной деятельности идеологии геометрического моделирования в соответствии с возникающим на ее основе междисциплинарным подходом к решению профессиональных задач.
Методологическая и методическая актуальность проблемы, ее социальная значимость и ее недостаточная теоретическая и практическая разработанность обусловили выбор темы данного исследования: «Методологические основы формирования структуры и содержания геометро-графического образования в техническом вузе в условиях интеграции с общеинженерными и специальными дисциплинами».
Цель исследования: изучить содержательно-технологические основы, механизмы интеграции дисциплин в техническом вузе; разработать теоретическую концепцию, создать модель интегративного образовательного процесса на примере изучения особенностей геометро-графических и смежных специально-технических дисциплин и определить содержание современного геометро-графического образования в техническом университете.
Объект исследования: общенаучная и профессиональная подготовка студентов технического вуза в сфере геометро-графического образования.
Предмет исследования: методологическое и научно-методическое обеспечение геометро-графического образования в условиях интеграции с общеинженерными и специальными дисциплинами технического вуза.
Гипотеза исследования: эффективная реализация процесса формирования структуры и содержания геометро-графического образования в техническом вузе повысит качество образования при условии, если:
одной из главных целей геометро-графического образования в техническом вузе станет создание педагогических условий для реализации междисциплинарного подхода;
теория геометрического моделирования является методологической базой учебной дисциплины в техническом вузе, необходимой для формирования у студентов представлений о современной начертательной геометрии как о науке со своей внутренней логикой, обеспечивающей моделирование объектов, процессов и явлений различной размерности и различной структуры;
процесс реализации прикладной направленности геометро-графического курса будет осуществляться через освоение и выбор методов геометро-графического моделирования к решению прикладных задач, которые позволят предоставить обучаемым варианты геометро-графических образовательных траекторий, учитывающих специфику будущей специальности;
в процессе формирования содержания геометро-графического образования исходить из того, что геометро-графическое моделирование является основой для развития визуально-образного мышления, позволяющее формировать и развивать на высоком уровне интеллектуальные умения как познавательной, так и профессиональной направленности;
в системе профессиональной подготовки специалистов технического вуза будут выявлены и реализованы принципы построения геометро-графического образования на основе междисциплинарного подхода;
отбор содержания предметного материала, форм и методов обучения геометро-графическим дисциплинам будет отражать особенности инженерной деятельности, специфику выбранной специальности при использовании инженерно-геометрических задач в качестве основного средства.
Исходя из поставленной цели, выдвинутой гипотезы, а также в соответствии с объектом и предметом исследования были поставлены следующие задачи:
-
-
Выявить тенденции развития геометро-графического образования, обосновать сущность междисциплинарного подхода к геометро-графическому образованию в техническом университете, включающего фундаментальную и вариативную составляющих, объединение которых представляет междисциплинарную составляющую содержания ГГО.
-
Провести диагностирование и анализ причин, обусловливающих низкое качество существующей геометро-графической подготовки студентов в техническом вузе; определить пути их преодоления при переходе к геометро-графическому образованию; установить и обосновать необходимость интеграции во взаимодействии различных дисциплин.
-
Разработать и обосновать основные принципы и педагогические условия реализации междисциплинарного подхода к ГГО в высшем профессиональном техническом образовании.
-
Выявить специфику содержания ГГО, отражающего современные достижения науки, для подготовки специалистов технических направлений на основе междисциплинарного подхода.
-
Разработать теоретическую концепцию методики обучения ТГМ в вузе, реализующей междисциплинарный подход, в том числе разработка и конструирование модели специалистов технических направлений с учетом развития инженерной деятельности, адекватной современным требованиям к уровню общей и профессиональной подготовки выпускников, а также гармонически сочетающей личностные и профессиональные характеристики.
-
Разработать методическое обеспечение ТГМ: а) анализ особенностей методики обучения и разработка инвариантной части содержания профильного обучения ТГМ; б) классификация существующих задач ТГМ по формированию междисциплинарных компетентностей; в) разработка вариативной составляющей обучения, направленной на развитие междисциплинарных компетентностей в сфере ГГО.
-
Практически реализовать обучение ТГМ в техническом вузе с экспериментальной проверкой разработанных теоретических положений.
Теоретико-методологическая база исследования:
- исследования по философии высшего образования и методологии педагогической науки (Ю.К. Бабанский, Б.С. Гершунский, В.В.Краевский, И.Я. Лернер, Б.Т. Лихачев, Т.Ю. Ломакина, М.Н. Скаткин, В.А. Сластенин, П.И. Пидкасистый, Г.П. Щедровицкий и др.);
- идеи системного подхода в развитии профессиональной подготовки студентов (В.И. Данильчук, Н.К. Сергеев, В.Д. Шадриков и др.); идеи синергетического подхода (В.Г. Буданов, Л.Я. Зорина, Е.Н. Князева, С.П. Курдюмов, Г.Г. Малинецкий, А.В. Москвина, И.Р. Пригожин, Е.И. Пугачева, Н.М. Таланчук, Е.В. Яковлев и др.); идеи деятельностного подхода (Л.П. Буева, М.В. Демин, К.М. Дурай-Новакова, В.А. Канн-Калик, Н.В. Кузьмина, Т.С. Полякова, В.Н. Сагатовский, В.А. Сластенин, В.С. Швырев, Э.Г. Юдин и др.); идеи личностно-ориентированного подхода (Е.В. Бондаревская, Е.А. Крюкова, В.В. Сериков и др.);
- методология исследования объединительных процессов (междисциплинарных и межпредметных связей, преемственности, интеграции) в педагогике (Г. И. Батурина, В. С. Безрукова, М. Н. Берулава, И. Г. Еременко, В. И. Загвязинский, И. Д. Зверев, В. К. Ильин, Е.Н. Кабанова-Меллер, Ю. А. Кустов, А. П. Лиферов, В. Н. Максимова, М. И. Махмутов, Ю. Н. Ракчеева, Ю.А. Самарин, В. Д. Семенов, Ю. С. Тюников, А.В.Усова, Н.К. Чапаев, М.Г. Чепиков, и др.); интегративного образования (П.А.Кропоткин); интеграции дисциплин в отдельных отраслях науки и группах наук: в области человекознания и гуманитарных дисциплин (Б. Г.Ананьев, Г. Д. Гачев, Б. Ф. Ломов, И. Т. Фролов, Ю. А. Шрейдер и др.); педагогики и психологии (Э. Ф. Зеер, В. П. Зинченко, Г. С. Костюк, А. В. Петровский и др.), педагогики и социологии (Р. Г. Гурова, Г. Е. Зборовский, Л. Я. Рубина, М. Н. Руткевич, Ф. Р. Филиппов и др.); синергетики (В.Г. Буданов, Е.Н. Князева, С.П. Курдюмов, Г. Г. Малинецкий, И.Р. Пригожин и др.);
- исследования в области профессионализации личности, компетентностного подхода (В. И. Байденко, С. Я. Батышев, А. П. Беляева, А. А. Вербицкий, И. А. Зимняя, Е. А. Климов, Н. В. Кузьмина, Н. Н. Нечаев; Н. А. Селезнёва, Е. С. Смирнова, Ю. Г. Татур, Н. Ф. Талызина, и др.).
- исследования по проблемам мировоззренческой и методологической подготовки специалистов, а также по другим содержательно близким к проблеме целостности обучения направлениям и личностно-развивающему образованию (Ю.К. Бабанский, А.А. Вербицкий, Г.М. Голин, Л.Я. Зорина, В.С. Леднев, Н.В. Лежнева, А.Н. Леонтьев, Г.Н. Сериков, М.Н. Скаткин, В.А. Сластенин и др.).
- работы по теории и методике обучения математике, геометрии, в том числе инновационные подходы к проектированию содержания учебников (А.Д. Александров, В.П. Беспалько, Г.Д. Глейзер, В.А. Гусев, Н. Я. Виленкин, В Г. Дорофеев, Е.И. Исаев, А.Н. Леонтьев, Г.Л. Луканкин, А.В. Крутов, Л.Д. Кудрявцев, А.И. Маркушевич, В.И. Михеев, А.Г. Мордкович, В.А. Петровский, Н.Г. Подаева, И.М. Смирнова, А.А. Столяр, М.И. Шабунин, М.А.Чошанов и др.);
- научные принципы геометро-графического образования в вузе (Н.Ф. Четверухин, И.И. Котов, К.И. Вальков, И.С. Джапаридзе, Г.С. Иванов, В.И. Якунин и др.).
В настоящее время разработаны научные основы содержания, структуры и методические подходы к обучению дисциплинам графического цикла (И.Н. Акимова, Л.Н. Анисимова, Е.П. Белан, П.И. Беан, А.Д. Ботвинников, В.Н. Виноградов, И.С. Вышнепольский, В.А. Гервер, Ю.Ф. Катханова, С.В. Розо, В.А. Рукавишников, А.А. Чекмарев и др.). При несомненной теоретической и практической значимости проведенных исследований следует отметить, что проблема междисциплинарного геометро-графического образования с систематизирующим ядром – ТГМ, на наш взгляд, не нашла достаточного отражения в теории и методике профессионального образования, что также подтверждает актуальность данного исследования.
Методы исследования, используемые для решения поставленных задач, были комплексными, взаимодополняющими и адекватными рассматриваемой теме; включали совокупность общенаучных и психолого-педагогических методов теоретического уровня: историко-сравнительный анализ и структурно-логический анализ, синтез, систематизация, обобщение фактов и концепций; конструирование моделей; и эмпирического уровня: диагностирование (анкетирование, тестирование, беседы); опытно-поисковый (констатирующий, формирующий, обобщающий); праксиометрический (изучение деятельности, анализ научно-методических, литературных и государственных источников, профессиографический анализ); математическая обработка статистических данных.
В соответствии с поставленными задачами, исследование проводилось в четыре этапа.
Первый этап (2001-2002) – связан с изучением проблемы, степенью ее разработанности. Определялась методология исследования и разрабатывалась его методика, были выявлены проблемы в области геометро-графической подготовки, требующие своего решения в свете основных направлений новой образовательной парадигмы.
Второй этап (2003-2006) – связан с углублением и расширением теоретических основ рассматриваемой концепции обучения, уточнением теоретических позиций, отразившихся в первой монографии, разрабатывались учебные пособия и методические указания, проводился педагогический эксперимент, разрабатывалась и внедрялась в учебный процесс в рамках совершенствования обучения начертательной геометрии и инженерной графике дисциплина «Компьютерная графика» и ее дидактическое обеспечение.
Третий этап (2007-2008) – определение методологических позиций, построение гипотез исследования, что позволило уточнить проблемы преподавания геометро-графических дисциплин (в целях развития междисциплинарных компетентностей студентов технического вуза); написание второй монографии.
Четвертый этап (2009-2010) – связан с подведением итогов исследования, систематизацией и теоретическим обобщением результатов исследования, экспериментальной апробацией результатов, реализацией исходных положений в различных публикациях.
Базой исследования являлись: Уральский государственный горный университет (инженерно-экономический и горно-механический факультеты, студенты 1-2-го курсов); Уральский государственный технический университет (УПИ) (студенты 1-го курса строительного факультета); Уральская государственная архитектурно-художественная академия (студенты 3-4-курса).
Достоверность полученных результатов исследования и обоснованность выводов подтверждены методологическими и теоретическими позициями работы, базирующиеся на общепризнанных фундаментальных трудах из различных областей современной науки и адекватных проблемам, целям, предмету и задачам исследования; подтверждаются общим методологическим подходом (междисциплинарным, синергетическим, системным, деятельностным, компетентностным, информационно-когнитивным, личностно-ориентированным) к процессу обучения начертательной геометрии (теории геометрического моделирования); практикой внедрения в учебный процесс и итогами педагогического эксперимента; апробацией исследования, результаты которого обсуждались на всероссийских и международных конференциях и семинарах.
Научная новизна исследования заключается в методологическом и научно-теоретическом обосновании междисциплинарных функций геометро-графического образования (с ядром обучения – теорией геометрического моделирования и геометро-графической моделью как системообразующего фактора) в учебном процессе технического вуза.
Основные положения, отражающие научную новизну:
-
Разработана методология междисциплинарного подхода, представляющая структуру учебных дисциплин подготовки специалиста в техническом вузе в виде целостной информационной системы, базирующейся на методах геометро-графического моделирования.
-
Определена сущность междисциплинарного подхода, обусловленного междисциплинарной составляющей геометро-графического образования для специальностей технического вуза, представляющая интеграцию фундаментальной и вариативной составляющих в целостном процессе ГГО; совокупность содержания общей и предметной области которых является базой для формирования профессиональных и междисциплинарных компетентностей. Основными компонентами междисциплинарной концепции содержания ГГО с ядром обучения ТГМ являются:
комплекс взаимодополняющих и взаимосвязанных методологических подходов (системный, синергетический, деятельностный, компетентностный, информационно-когнитивный, личностно-ориентированный), при формировании содержания геометро-графического образования в техническом университете, характеризуемый совместным действием этих подходов, позволяя изучать педагогические системы в различных аспектах и получать разноплановые характеристики исследуемых явлений;
владение визуально-образным геометрическим языком и компьютерными технологиями геометро-графического моделирования;
реализация основных дидактических принципов (научности, фундаментальности, прикладной направленности, системности, систематичности и последовательности, наглядности, самостоятельности обучающихся и др.) и специальных принципов (открытости, нелинейности, неустойчивости, динамической иерархичности, наблюдаемости).
-
Разработана модель подготовки специалиста технических направлений, построенная на основе междисциплинарной концепции ГГО, ее структура и содержание отличаются от известных тем, что она более полно отражает междисциплинарную направленность профессиональной подготовки будущих специалистов.
-
Обоснованы междисциплинарные функции геометро-графического образования, предполагающие смену направления обучения в сторону развития междисциплинарных компетентностей студентов – овладение методами научного познания, приемами эвристической деятельности, развитие у них визуально-образного геометрического мышления, опыт комплексного применения геометро-графического моделирования при изучении разных дисциплин в техническом вузе.
-
В рамках предложенной концепции разработаны теоретические положения методической системы геометро-графического образования в техническом вузе, принципы отбора содержания, методы, формы и средства геометро-графического образования; исследованы и обоснованы два метода решения задач геометро-графического, основанных на организации категориальных понятий. Один из них является пропозициональным, предназначенным для построения геометро-графических моделей; другой – представляет семантическую сеть категориальных понятий, предназначенную для решения геометро-графических задач.
-
Определены критерии реализации междисциплинарного подхода для обеспечения профессиональной направленности геометро-графического курса в техническом университете; выявлены педагогические условия реализации междисциплинарного подхода к геометро-графическому образованию в направлении совершенствования системы подготовки будущего специалиста.
Теоретическая значимость исследования:
-
Педагогика высшей школы дополнена концепцией междисциплинарного подхода к формированию структуры и содержания образования, в частности, геометро-графического в техническом вузе. Установлена зависимость успешности обучения будущих специалистов от уровней интеграции, способствуя достижению научного характера знаний будущими специалистами, развития у них творческого мышления, овладения междисциплинарными компетентностями обучаемыми (на основе использования систематизации, обобщения и интегрирования знаний; разных вариантов геометро-графических образовательных траекторий, учитывающих специфику профессиональной деятельности по выбранной специальности).
-
Обоснована концепция формирования структуры и содержания геометро-графического образования в техническом вузе в условиях интеграции с общеинженерными и специальными дисциплинами. Её сущность заключается в совершенствовании процесса обучения геометро-графическим дисциплинам во втузе как целостной системы обучения на основе междисциплинарного подхода, базирующегося на интеграции дисциплин и обеспечивающего эффективное и рациональное профессиональное становление будущего специалиста. Системообразующим фактором интеграции дисциплин выступает геометро-графическая модель, обеспечивающая формирование междисциплинарных компетентностей у выпускников в условиях методологической, мировоззренческой и профессиональной направленности и акцентирования развития визуально-образного мышления.
-
Выявлены теоретико-методологические и организационно-педагогические основы проектирования и реализации процесса формирования содержания ГГО в техническом вузе, обусловленные закономерностями развития общества и особенностями социально-экономических, информационно-коммуникационных, социально-педагогических и образовательных процессов.
-
На основе анализа интеграционных процессов в высшем профессиональном образовании теоретически обоснованы синергетические принципы (открытости, нелинейности, неустойчивости, динамической иерархичности – эмерджентности, наблюдаемости), отражающие специфику различных уровней интеграции дисциплин технического образования, обеспечивающих систему междисциплинарного знания. Принципы объединяют отдельные учебные дисциплины посредством общей целевой функции, объекта исследования, методологии построений, ориентированной на интеграцию дисциплин, и обеспечивают обобщенное интегрированное представление о природе.
-
Доказана необходимость пересмотра ориентиров при формировании содержания ГГО, базирующихся на реализации в содержании ГГО методов моделирования с использованием компьютерной визуализации, что повышает информационную емкость восприятия современного выпускника, обеспечивает его интерактивное взаимодействие с моделью, ориентирует его на преобразование абстрактно-логической информации в визуально-образную, позволяя упростить процесс решения конкретных задач.
-
Выявлены и теоретически обоснованы содержательно-технологические основания интеграции геометро-графических, общеинженерных и специально-технических дисциплин, придающие образовательному процессу целостность и системность, включающие инженерно-геометрические задачи, условия и требования которых определяют модель некоторой ситуации, возникающей в профессиональной деятельности инженера, а исследование этой ситуации осуществляется методами геометро-графического моделирования.
-
Обоснована теоретическая модель подготовки будущих специалистов технических направлений, включающая четыре преемственно-взаимосвязанных блока (управления, содержательный, процессуальный, результативный) и имеющая своей целью формирование междисциплинарной компетентности, базирующейся на технологии геометро-графического моделирования, объединяющей технические специальности (механика, строительство, городской кадастр, природообустройство), а также ряд других (геология, геофизика), включающих творческие специальности (проектирование ювелирных изделий).
-
Расширено терминологическое поле проблемы за счет определения понятий «междисциплинарный подход», «интеграция дисциплин», «междисциплинарная компетентность», «визуально-образное мышление», «междисциплинарное образование», «геометро-графическая компетентность», «геометро-графическая культура», «геометро-графическое образование», «геометро-графическая модель», что способствует дальнейшему развитию понятийно-терминологического аппарата теории профессионального образования и социально-педагогической поддержки.
Практическая значимость исследования состоит в системно-прикладном характере, реализующем концептуально ориентированное содержание ГГО как фундамента междисциплинарной компетентности будущего инженера в условиях интеграции и информатизации различных сфер деятельности. Геометро-графическая модель является системообразующим фактором, имеющим открытый эволюционирующий характер.
Предложены пути достижения системности усвоения содержания ГГО и овладения прикладными умениями на основе применения комплекса методов, форм и средств управления обучением, обеспечивающих последовательный и перспективный характер развития обучающегося, создавая основу для саморазвития и самообразования личности обучающегося.
Разработанная в ходе исследования модель подготовки будущего специалиста технических направлений использована в качестве основы при формировании учебного плана специальности «Реклама», которая нами открыта в Уральском государственном горном университете на базе кафедры «Инженерная графика». Учебный план основывается на междисциплинарном подходе, обеспечивая взаимодействие естественных, общетехнических, гуманитарных, социально-экономических и специальных дисциплин, в том числе подготовлен комплекс дидактических средств обеспечения учебного процесса для студентов специальности «Реклама».
Разработанная модель подготовки будущих инженеров может быть использована в качестве базовой при формировании аналогичных междисциплинарных построений учебного плана технических специальностей в современных условиях развития технических университетов. Разработано и апробировано комплексное научно-методическое обеспечение процесса обучения геометро-графическим дисциплинам студентов, включающее разработку программ дисциплин геометро-графического цикла, элективных курсов, учебных пособий и методических рекомендаций, диагностических материалов.
Совокупность основных компонентов ГГО (предметно-содержательный, профессионально-деятельностный, личностный), являющихся инструментарием профессиональной подготовки специалистов технического профиля, внедрена в учебный процесс вузов г. Екатеринбурга (Уральский государственный горный университет, Уральская государственная архитектурно-художественная академия, Уральский государственный технический университет), а также может быть использована в процессе совершенствования ФГОСа третьего поколения в системе высшего профессионального технического образования. Результаты исследования используются в учебном процессе при обучении геометрическому моделированию (включая компьютерную графику), в системе повышения квалификации работников высшей школы, а также могут использоваться в дальнейших исследованиях по проблемам междисциплинарного образования, разворачивающихся в русле мировых тенденций.
Личный вклад автора в исследование заключается в получении научных результатов, изложенных в диссертации и опубликованных работах, выражается в теоретико-методологической разработке основных идей и положений исследования по избранной теме, а также в практической реализации. Определена специфика междисциплинарного подхода к геометро-графическому образованию студентов технического университета, выявлены принципы формирования структуры и содержания геометро-графического образования. Вся опытно-поисковая работа, полученные результаты и сделанные выводы выполнены непосредственно автором в процессе научной, учебно-методической, практической педагогической деятельности в качестве преподавателя и заведующего кафедрой инженерной графики Уральского государственного горного университета.
Положения, выносимые на защиту:
-
-
Построение структуры и содержания ГГО на основе междисциплинарного подхода, опирающихся на интеграцию геометро-графических, общеинженерных и специальных дисциплин, позволяет более эффективно овладевать профессиональными компетентностями в быстро меняющейся информационно-технологической среды, обеспечивая достижения современного уровня профессиональной подготовки.
-
Междисциплинарный подход основан на интеграции фундаментальной и вариативной составляющих, обусловливающей междисциплинарную составляющую. Фундаментальная составляющая базируется на содержании геометро-графических знаний, определяющим ядром которых является геометро-графическое моделирование; вариативная – на содержании геометро-графических знаний, направленных на профессионализацию выпускников технического университета по избранной специальности; междисциплинарная составляющая – конструктивно организованная форма взаимодействия фундаментальной и вариативной составляющих, объединенных одной целью, которая реализует профессиональные качества личности и ведущая к развитию междисциплинарных компетентностей будущих специалистов.
-
Интеграция в процессе обучения опирается на визуально-образное мышление (реализуемое с помощью геометро-графического моделирования) и требует новой содержательной основы. Она включает: систему целей; категориально-понятийную структуру дисциплины; соответствующий вариант научного языка как средства коммуникации; взаимоотношение между теорией и практикой (эмпирический базис как источник научных знаний, которые, в свою очередь, являются источником научной теории, а теоретические модели – основой решения практических задач).
-
ГГО направлено на личностное развитие студентов, обеспечение способности и готовности комплексно применять полученные компетентности, в том числе и в профессиональной деятельности, и включает: системный характер профессиональных знаний, указывающий на необходимость междисциплинарного синтеза; теоретическую подготовку и овладение основными научными методами геометро-графического моделирования для решения познавательных и практических задач.
-
Междисциплинарная концепция формирования структуры и содержания ГГО с ядром обучения – теорией геометрического моделирования – включает комплекс взаимосвязанных методологических подходов (системного, синергетического, деятельностного, компетентностного, личностно-ориентированного); основные дидактические принципы (научности, фундаментальности, системности, систематичности и последовательности, профессиональной направленности, связи теории с практикой, доступности, наглядности), а также специфические принципы (открытости, нелинейности, неустойчивости, динамической иерархичности – эмерджентности, наблюдаемости).
-
Механизм реализации междисциплинарного подхода к геометро-графическому образованию, базирующийся на интеграции дисциплин в техническом университете, включает в себя содержательный и технологический аспекты. Содержательный аспект определяется интеграцией фундаментальной и вариативной составляющих, обусловливающей междисциплинарную составляющую геометро-графических знаний в подготовке специалистов конкретного технического направления. Технологический аспект представляет собой вариативное использование форм, методов и средств обучения студентов на основе особенностей геометро-графического образования.
-
На основе междисциплинарной концепции геометро-графического образования в техническом вузе определяется модель специалиста технического направления, ее содержательная составляющая, проектируется учебный процесс.
Публикации. Основное содержание исследования опубликовано в 56 работах (более 100 п.л.), в том числе в 3 монографиях, в 9 учебно-методических пособиях, три из которых с грифом УМО вузов РФ по образованию в области горного дела, и в 44 статьях (12 из которых в изданиях, рекомендованных ВАК РФ).
Апробация и внедрение результатов исследования. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях и семинарах: Межвузовская научно-техническая конференция «Фундаментальные и прикладные исследования – транспорту» в Екатеринбурге (1996 и 2000); Всероссийский семинар-совещание заведующих кафедрами графических дисциплин «Актуальные проблемы теории и методики графических дисциплин» в Пензе (1999); Всероссийская научно-практическая конференция по графическим информационным технологиям и системам «КОГРАФ» в Нижнем Новгороде (2000); Всероссийская научно-методическая конференция «Актуальные вопросы обучения молодежи графическим дисциплинам» в Рыбинске (2003); Межвузовская научно-методическая конференция «Совершенствование подготовки учащихся и студентов в области графики, конструирования и стандартизации» в Саратове (2004), Всероссийская научно-методическая конференция «Композиционная подготовка в современном архитектурно-художественном образовании» в Екатеринбурге (2004); 11-ая Международная конференция по геометрии и графике в Гуанджоу (Китай, 2004); Украинско-Российская научно-практическая конференция «Современные проблемы геометрического моделирования» в Харькове (2005); 12-ая Международная конференция по геометрии и графике в Сальвадоре (Бразилия, 2006); Всероссийское семинар-совещание заведующих кафедрами графических дисциплин «Состояние, проблемы и тенденции развития графической подготовки в высшей школе» в Челябинске (2007), III Всероссийская научно-практическая конференция «Проблемы и методика преподавания естественнонаучных и математических дисциплин» Екатеринбург (2007), 13-ая Международная конференция по геометрии и графике в Дрездене (Германия, 2008), Международная научно-практическая конференция «Образование и культура в развитии современного общества» в Новосибирске (2009), Всероссийский семинар «Творческое ядро педагогического исследования: идея-замысел-гипотеза» в Тюмени (2010).
Внедрение результатов исследования осуществлялось на трех уровнях: 1) на уровне монографического исследования при разработке программ по курсам специальных дисциплин и новой программы «Теория геометрического моделирования», при проведении занятий по курсам начертательной геометрии, инженерной графики, пакетам прикладных программ со студентами вузов г. Екатеринбурга: в Уральском государственном горном университете; Уральской государственной архитектурно-художественной академии; Уральском государственном техническом университете; 2) на уровне выполнения научно-исследовательских работ при защите дипломных проектов по направлениям: «Психология»; «Маркетинг, реклама, связи с общественностью», полученных при прохождении переподготовки преподавателей в Уральском государственном университете; 3) на уровне непосредственного внедрения в учебный процесс пособий, методических разработок, методических рекомендаций, программ, разработанных с опорой на междисциплинарный подход.
Структура диссертации соответствует логике исследования и содержит введение, четыре главы, заключение, библиографический список и приложения. Кроме текстовых материалов в работу включены схемы, таблицы, рисунки, графики.
Похожие диссертации на Методологические основы формирования структуры и содержания геометро-графического образования в техническом вузе в условиях интеграции с общеинженерными и специальными дисциплинами
-
-
