Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. ТЕОРЕТИКО - МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПОДГОТОВКИ СТУДЕНТОВ К ИСПОЛЬЗОВАНИЮ ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫХ ПРОГРАММНЫХ СРЕДСТВ 16
1.1. Компьютеризация - необходимый фактор профессиональной подготовки специалистов на современном этапе развития высшего образования 16
1.2. Возможности компьютерных систем в решении и моделировании научных и учебных задач 36
1.3.Модель подготовки специалистов к использованию компьютерных систем 52
ВЫВОДЫ 74
Глава 2. ТЕХНОЛОГИЯ ПОДГОТОВКИ БУДУЩИХ СПЕЦИАЛИСТОВ К ИСПОЛЬЗОВАНИЮ КОМПЬЮТЕРНЫХ СИСТЕМ 76
2.1. Диагностика готовности студентов к использованию компьютерных систем 76
2.2. Подготовка студентов к использованию компьютерных систем в учебном процессе 85
2.3. Проверка эффективности модели подготовки студентов в контрольном эксперименте 119
ВЫВОДЫ 137
Заключение 138
Библиографический список использованной литературы 144
Приложения 163
- Компьютеризация - необходимый фактор профессиональной подготовки специалистов на современном этапе развития высшего образования
- Возможности компьютерных систем в решении и моделировании научных и учебных задач
- Диагностика готовности студентов к использованию компьютерных систем
Введение к работе
В современных условиях развития общества кардинальным вопросом является подготовка высоко профессиональных специалистов: «Профессионалом считается тот, кто отлично справляется со своим делом и любит его. А учеба - это основное дело, которое поручено молодежи».[117]
Настоящее время является активным периодом реализации программы информатизации образования. Комплексная информатизация образования - это ключевое условие подготовки будущих специалистов, способных ориентироваться и адекватно действовать в окружающем мире, и задача отечественного образования в том, чтобы помочь пройти переходный период становления молодого специалиста быстро, грамотно, эффективно. Эта проблема поставлена в Концепции модернизации российского образования на период до 2010 года, где прогнозируется возрастание темпов внедрения современных информационных технологий в преподавание точных наук, что вызывает необходимость переоценки многих распространенных методических приёмов в образовании и выработки новых подходов.
Действительно, исторически сложившаяся парадигма высшего образования предусматривала, что в течение пяти-шести лет студент должен усвоить основную часть той информации, которая потребуется ему в будущей деятельности. Однако в результате так называемого «информационного взрыва», характеризующегося
4 стремительным увеличением объема накопленных человеческих знаний, эта цель стала практически нереализуемой[81]. Введение новых информационных технологий в образование, в том числе инженерное, способствуют учету всех инновационных процессов, протекающих в высшей технической школе, и включению человеческого фактора в тезеарус технических проблем.
Разумеется, в современном обществе образование не может ставить своей целью только чистую передачу некоторого объёма информации. Гораздо важнее сформировать у будущего специалиста вместе со способностью воспринимать учебный материал и потребность постоянно обновлять свои знания при помощи новых информационных технологий, быть готовым работать с ними.
Аспекты практического использования полученных научных знаний, повышения эффективности научных исследований и разработок выдвигают сегодня инженерную деятельность на передний край всей экономики и современной культуры. В настоящее время великое множество технических вузов . готовит целую армию инженеров различного профиля для самых разных областей народного хозяйства. Развитие профессионального сознания инженеров предполагает осознание возможностей, границ и сущности своей специальности не только в узком смысле этого слова, но и в смысле осознания инженерной деятельности вообще, ее целей и задач, а также изменений ее ориентации в культуре XXI века.
Общество с развитой рыночной экономикой требует от инженера большей ориентации на вопросы маркетинга и
5 сбыта, учета социально-экономических факторов и психологии потребителя, а не только технических и конструктивных параметров будущего изделия.
В связи с этим важна рациональная организация преподавания точных наук, существенно опирающаяся на многообразные дидактические и инструментальные возможности современного аппаратного и программного компьютерного обеспечения[105].
Спектр вовлекаемых в орбиту современной инженерной подготовки вопросов достаточно широк и характеризуется тесной связью между инженерной деятельностью по созданию материальных благ и различными общественно-экономическими и социально-культурными процессами.
Привлечение новых информационных технологий в инженерное образование способствует подготовке специалистов к использованию программных средств к решению многих инженерных задач в учебной и дальнейшей трудовой деятельности, направленной не только на поддержание научно-технического прогресса, но и на экспертизу своих инженерных решений, рефлексию критериев деятельности, опыт инженерной деятельности в нравственно-этическом модусе.
Энергичному внедрению информационных технологий в учебный процесс способствуют исследования многих ученых, доказывающих положительную роль использования компьютера при обучении различным предметам в подготовке будущих специалистов - выпускников школ, средних учебных заведений и Вузов. Теоретические аспекты данной проблемы рассматривались в работах Н.В. Апатовой[15], А.П.Ершова[71], М.П. Лапчика[9б],
В.М.Монахова[111], И.В.Роберт[129], Н.Ф.
Талызиной[14 4,145, 146] .
Изучению темы подготовки учащихся к использованию
современных компьютерных технологий в профессиональной
деятельности посвящены диссертационные работы
С.В.Макаровой[102],В.Г.Виноградского[33] , А.И.Гриюшко[54
] А.П.Шестакова[164],Н.Н.Диканской[59], И. В. Дробышевой
[63], В.С.Гудочковой[55] В.В.Ильина[73],
С.М.Анохина[13], В.В.Алейникова[12], В.Ю.Волкова[40], М.В.Храмовой[156] и многих других молодых ученых. В данных исследованиях использование компьютерных технологий позволяет решать проблемы формирования готовности специалистов к профессиональной деятельности на основе дистанционного обучения, личностного подхода к формированию информационной культуры, применения новых информационных технологий как средства активизации самостоятельной работы студентов и формирования коммуникативно - познавательных умений.
Вопросы методики применения и использования в учебном процессе так называемых инструментальных программных средств профессионального назначения таких, как Derive, Mathcad, Autocad раскрываются в работах В.М.Монахова[105] , Н.В.Софроновой[142], Л.Г.Кузнецовой [88]. Здесь показана роль компьютерных систем в повышении технического и общего образования, достоинства этих программных средств и их отличительные особенности. Однако проблема подготовки будущих инженерных кадров к использованию в дальнейшей трудовой деятельности пакета математических и
7 графических систем в профессиональном высшем образовании раскрыта не достаточно полно.
Возможности таких программ, а так же их высокая
надежность, эффективность, дружественный
пользовательский интерфейс позволяют обратить на эти средства внимание прежде всего преподавателей многих дисциплин. Но на практике педагогические коллективы не спешат вводить в обучающий процесс программные средства. Причин этому много как внешних, независящих от самих систем (психологический барьер перед ЭВМ, значительная затрата времени при подготовке к занятиям на начальном этапе, слабая материально-техническая база), так и внутренних, связанных с наличием и качеством методического обеспечения к данным программным средствам. Как правило, в силу того, что системы слабо ориентированы на учебный процесс, методическое обеспечение оказывается недостаточным для рассмотрения всех возможностей программных средств в обучении и профессиональном образовании.
Таким образом, необходимость подготовки будущих инженеров к использованию инструментальных программных средств при решении и моделировании научных и учебных задач вытекает из объективных противоречий:
между сложностью и целостностью современных инженерных проблем и уровнем подготовки технических специалистов с высшим образованием;
сценарием развития общества и ограниченными возможностями прогностической деятельности инженера;
социальным заказом общества на личностно-ориентированное образование инженера и недостаточным
уровнем использования современных образовательных технологий в подготовке будущих инженеров;
значительным потенциалом инструментальных программных средств в решении поставленных инженерных задач и недостаточным использованием его в практике подготовки будущих инженеров.
Выявленные противоречия определили проблему
исследования, которая состоит в объективной
необходимости совершенствования системы
профессиональной подготовки будущих инженеров к использованию инструментальных программных средств при решении и моделировании научных и учебных задач.
Данное обстоятельство объясняет целесообразность проведения диссертационного исследования: «Подготовка будущих инженеров к использованию инструментальных программных средств при решении и моделировании научных и учебных задач» и определяет его актуальность.
В этой связи целью диссертационной работы является определение педагогических условий подготовки специалистов к использованию универсальных программных средств при решении и моделировании широкого спектра научных и учебных задач.
Объект исследования - профессиональная подготовка
студентов, будущих специалистов-инженеров.
Предмет исследования - процесс формирования готовности будущих инженеров к использованию инструментальных программных средств.
Гипотеза исследования состоит в том, что подготовка студентов вуза к использованию инструментальных программных средств будет успешной, если:
- выделить в качестве предмета специального изучения проблемы, связанные с подготовкой будущих инженеров к использованию инструментальных программных средств при решении и моделировании учебных и научных задач;
определить сущность и структуру, способы диагностики и критерии сформированности готовности будущих инженеров к использованию инструментальных программных средств;
организовать учебную деятельность (дисциплины: «Физика», «Высшая математика», «Инженерная графика») с применением инструментальных программных средств и специальных методических пособий, на основе личностно-деятельностного и контекстного походов;
В соответствии с указанной целью и гипотезой определены следующие задачи исследования:
На основе личностно-деятельностного и контекстного подходов разработать модель подготовки специалистов к использованию инструментальных программных средств.
Выявить и обосновать педагогические условия эффективности подготовки будущих инженеров использовать программные средства в учебной и трудовой деятельности.
Научно обосновать выбор графических и математических систем для решения определенного класса задач, исследовать возможности применения универсальных компьютерных систем в учебном процессе с применением разработанных пособий по дисциплинам «Инженерная графика», «Физика».
4. Экспериментально проверить эффективность модели подготовки будущих инженеров к использованию инструментальных программных средств.
Теоретико-методологической основой исследования
являются:
фундаментальные работы в области философии, педагогики и психологии (теории организации и проведения научно-педагогического исследования - Н.В. Кузьмина, теория процесса обучения и воспитания - Ю.К. Бабанский, В.П. Беспалько, теория поэтапного формирования умственных действий - П.Я. Гальперин, Н.Ф. Талызина, теория активного обучения - С.А. Мухина, А. А. Соловьева, психологические основы научно - технического творчества - В.М. Михелькевич, В.М. Радомский.);
концепция информатизации общества и образования (информатизация общества и высшего технического образования
- Н.А. Аитов, Г.Н. Александров, P.P. Мавлютов, системология
инженерных знаний - Г.Б. Евгеньев, вопросы автоматизации
инженерного труда - Г.А. Красильникова, Д.Ф. Миронов, В.В.
Самсонов, проблемы и перспективы развития системы
«человек-машина» в свете психологических, экологических и
эргономических требований - В.Л. Шадуя, И.П. Филонов);
- теория компьютерного обучения и управления образовательным процессом при использовании информационных технологий (теоретические аспекты использования программных средств в процессе обучения - Н.В. Апатова, А.П. Ершов, М.П. Лапчик, И.В. Роберт, использование графических программных средств - А.А. Зенкин, Д.А. Поспелов, Э. Т. Романычева, программных средств математического назначения
- Б.Б. Беседина (исследование функций), И.В. Дробышева
(изучение производной), Л.Л.Якобсон (формирование графических образов многогранников), В.П. Дьяконов (применение Mathcad в математическом практикуме) и др.) ;
- концепция личностно-деятельностного и контекстного подходов в обучении (формирование личности в деятельности -Е.В. Бондаревская, В. В. Давыдов, В.В.Сериков и др.; теоретические основы контекстного обучения - А. А. Вербицкий).
Для решения поставленных задач и проверки вьщвинутои
гипотезы использовались следующие методы:
Методы исследования:
методы теоретического исследования: изучение, междисциплинарный анализ литературы по проблематике исследования;
методы эмпирического исследования: наблюдение, тестирование, анкетирование, интервьюирование, собеседование, педагогический эксперимент;
статистические методы обработки данных эксперимента, графическое представление результатов. На защиту выносятся следующие положения:
1. Профессиональная подготовка будущих инженеров к использованию инструментальных программных средств при решении и моделировании научных и учебных задач основывается на разработанной на основе концепции личностно - деятельностного и контекстного подходов модели, включающей цели, задачи, принципы, содержание, формы, методы взаимосвязи деятельности
студентов и преподавателей, диагностический аппарат, критерии и показатели измерения результатов профессиональной подготовки по целе-мотивационному, содержательному, процессуальному компонентам.
2.Технология (включает в себя поэтапное внедрение
методических разработок с учетом первоначальной
подготовки студентов) реализации личностно-
деятельностного и контекстного подходов при решении
комплекса задач (с учетом критериев их отбора) на
практических занятиях по физике, математике,
инженерной графике позволяет рационально формировать
содержание учебного материала и повышать
эффективность подготовки будущих инженеров.
3.Подготовка будущих инженеров к использованию
инструментальных программных средств в учебной и
дальнейшей трудовой деятельности наиболее
эффективна при соблюдении следующих педагогических условий:
поддержания и развития на основе личностно -деятельностного и контекстного подходов положительной мотивации на необходимость использовать программные средства при решении и моделировании учебных и научных задач;
междисциплинарного анализа учебной программы с целью выявления возможностей адаптации инструментальных программных средств для изучения «Инженерной графики», «Высшей математики», «Физики»;
моделирования целесообразных дидактических
ситуаций, оптимального сочетания различных форм
представления информации, создания условий для активной
поисково - творческой, научно - конструкторской работы студентов при сочетании индивидуальных и коллективных форм учебно-познавательной деятельности с применением компьютерных систем;
организации диагностики (тесты, контрольные работы) лоуровневого формирования готовности будущих инженеров использовать программные средства в решении и моделировании различных задач по целе-мотивационному, содержательному и процессуальному компонентам;
- применения специального методического обеспечения («Инженерная графика», «Физика»).
Достоверность исследования определяется опорой на теоретические источники в области педагогики, психологии, физики, математики, инженерной графики, информатики, адекватностью методов исследования поставленным задачам, совпадением теоретических данных и данных, полученных в результате исследования.
Научная новизна:
Разработана модель подготовки будущих инженеров к использованию инструментальных программных средств на основе личностно-деятельностного и контекстного подходов, включающая целе-мотивационный, содержательный, процессуальный компоненты на каждом этапе обучения будущих инженеров, в которую входят дидактические цели, задачи, принципы, содержание изучаемого материала, методы взаимосвязи деятельности студентов и преподавателей, диагностический аппарат, критерии и показатели измерения готовности.
Разработана и реализована технология подготовки будущего инженера к использованию инструментальных
программных средств, как необходимого условия эффективности функционирования модели. Предложенная технология включает наряду с традиционными следующие формы активного обучения: деловая игра, участие студентов в разработке научных проектов (подготовка к выпуску научно-методической литературы, разработка олимпиадных заданий по теме «Инженерная и компьютерная графика»), участие в работе конструкторских бюро промышленных предприятий, факультативная работа с учащимися средних учебных заведений по дисциплине «Инженерная графика». 3. Выявлены педагогические условия формирования профессиональных умений подготовки будущих инженеров к использованию инструментальных программных средств, обеспечивающие прохождение этапов процесса обучения: использование графических и математических программ для решения задач графического и расчетно -вычислительного практикума., методическое обеспечение процесса обучения, стимулирование у будущих инженеров рефлексии по поводу своих знаний и умений.
Теоретическая значимость исследования состоит в следующем:
- исследование проблемы вносит реальный вклад в развитие теории и методики профессионального образования, теоретические положения и выводы, содержащиеся в исследовании, расширяют и углубляют понимание и интерпретацию процесса подготовки будущих инженеров к использованию инструментальных программных
средств при решении и моделировании учебных и научных задач;
обоснована необходимость совершенствования процесса подготовки будущих инженеров к использованию инструментальных программных средств при решении и моделировании научных и учебных задач;
- на основе терминологического анализа дано
уточнение понятия «инструментальное программное
средство»;
выделены общие дидактические принципы обучения с применением инструментальных программных средств, что является реальным вкладом в развитие теории и методики профессионального образования будущих инженеров;
раскрыта структура профессиональной готовности будущих инженеров к использованию инструментальных программных средств, включающая мотивационный, содержательный и процессуальный компоненты;
определены, теоретически обоснованы и экспериментально проверены психолого-педагогические условия организации педагогического процесса в вузе, способствующие эффективной подготовке будущих инженеров к использованию инструментальных программных средств при решении и моделировании учебных и научных задач.
Практическая значимость работы заключается в
следующем:
- разработана и реализована технология на основе
личностно-деятельностного и контекстного подходов
применительно к подготовке будущих инженеров к
использованию инструментальных программных средств
посредством введения инженерных задач в структуру
дисциплин «Инженерная графика», «Физика», «Высшая математика», актуализирующих творческие, научные и другие интересы студентов;
разработано методическое обеспечение для проведения практических занятий («Инженерная графика», «Физика») и обоснованы преимущества использования вычислительной практики в решении серии учебных задач;
подготовлена серия учебных задач по курсу физики и инженерной графики с повьшеннои степенью наглядности их постановки и решения, применением новейших средств визуализации и анимации результатов вычислений.
Этапы исследования:
На первом этапе (1998-1999гг.) изучалось состояние проблемы в теории и практике, анализировались нормативные документы органов народного образования, изучался опыт передовой педагогической практики по использованию компьютерных программ в учебном процессе; разработана гипотеза; установлена область применения ожидаемых результатов; намечены условия, способствующие эффективному овладению информационными технологиями в процессе обучения; разработана программа педагогического эксперимента, определены методы и сроки проведения. Обобщены и подытожены результаты изучения состояния проблемы в современных условиях.
На втором этапе (1999-2001гг.) разрабатывалась модель
эксперимента и апробировался пакет задач, вычислительный
практикум. Проведена корректировка программы
исследования, осуществлен констатирующий эксперимент, обобщены его результаты.
На третьем этапе (2001-2004гг.) определены показатели оценивания формирования готовности будущих специалистов к использованию программных средств и измерения уровня их компьютерной грамотности, эффективности использования компьютерных систем в учебном процессе. Осуществлен формирующий эксперимент, осуществлен качественный и количественный анализ полученных результатов. Выполнены статистическая и математическая обработка, систематизация и обобщение экспериментальных данных, сформулированы выводы, завершено оформление работы.
Апробация результатов исследования.
Материалы диссертации докладывались на Межвузовской научно - практической конференции «Современные проблемы управления» в филиале ГОУВПО «МЭИ (ТУ)» в г. Смоленске в 2002г., на IV Международной конференции «Системы компьютерной математики и их приложения» в СГПУ в 2003г, на VII международной конференции «Новые технологии в образовании» в г.Воронеже в 2003г, представлены на IX Всероссийской научно-практической конференции «Образование в России: медико-педагогический аспект» в Калуге, КГПУ им. К.Э.Циолковского в 2004г.
Материалы исследования внедрялись на практических занятиях по физике, математике, инженерной графике в филиале ГОУВПО «МЭИ (ТУ)» в г. Смоленске на факультете энергетики и электротехники, Смоленского государственного педагогического университета, Военного университета войсковой противовоздушной обороны Вооруженных сил Российской Федерации.
Компьютеризация - необходимый фактор профессиональной подготовки специалистов на современном этапе развития высшего образования
На прошедшем 2 8 ноября 2003г. Съезде инженеров России в докладе президента Российского Союза общественных академий наук и Российской инженерной академии Бориса Владимировича Гусева «Роль научно-инженерных кадров в современном обществе» затрагивалась проблема формирования «молодой смены инженерного корпуса и повышения престижности инженерного образования, высокое качество которого не вызывает сомнений».
Приоритет российской технической школы по этому критерию признан специалистами многих стран. Разработанные в России еще в 19 веке принципы, идеи и методы подготовки инженеров легли в основу инженерного образования за рубежом. После представления в 1876 году на международной промышленной выставке в Филадельфии «русского метода обучения», разработанного в Императорском Московском техническом училище, в США создали общую теорию политехнического обучения с акцентом на тесную связь науки и производства, которой следуют и поныне [166].
Вопрос истории инженерного профессионального образования следует рассматривать параллельно с историей развития мирового сообщества и религии. Из старины глубокой дошло до нас установление Стоглавого собора(16в.), которое определяло, что выпускники церковных школ должны знать «страху божьего, грамоте и писати и пети и чести» [147].
Первые импровизированные инженеры появляются в эпоху Возрождения. Они формируются в среде ученых, обратившихся к технике, или ремесленников-самоучек, приобщившихся к науке. Решая технические задачи, первые инженеры и изобретатели обратились за помощью к математике и механике, из которых они заимствовали знания и методы для проведения инженерных расчетов. Первые инженеры - это одновременно художники-архитекторы, консультанты-инженеры по фортификационным сооружениям, артиллерии и гражданскому строительству, алхимики и врачи, математики, естествоиспытатели и изобретатели. Таковы, например, Леон Батиста Альберти, Леонардо да Винчи, Никколо Тарталья, Джироламо Кардано, Джон Непер и другие ученые[92].
К началу XX столетия инженерная деятельность представляет собой сложный комплекс различных видов деятельности (изобретательская, конструкторская, проектировочная, технологическая и т.п.), и она обслуживает разнообразные сферы техники (машиностроение, электротехнику, химическую технологию и т.д.).
Вопросы истории развития инженерного образования в России рассматривались в трудах Бахтина Ю.К.[30], Вышнепольского И.С. [44], Кузина А.А. [89], Левитского B.C. [98], Пахомовой В.А. [126].
Инженерная деятельность, первоначально выполняемая изобретателями, конструкторами и технологами, тесно связана с технической деятельностью (ее выполняют на производстве техники, мастера и рабочие), которая становится исполнительской по отношению к инженерной деятельности. Связь между этими двумя видами деятельности осуществляется с помощью чертежей. Изготовлявшие их чертежники назывались в России "учеными рисовальщиками". Для подготовки этих специалистов для заводов и предназначалось основанное в 1825 г. "Строгановское училище технического рисования", что послужило толчком для развития профессионального образования в России в 19 веке.
Но нас большей частью интересует исторический вопрос, связанный с компьютеризацией профессионального образования, вопрос, рассматриваемый в работах Карповой Т. [74], Куркина С.А. [93], Тихомирова В.Г. [149] и других ученых.
Возможности компьютерных систем в решении и моделировании научных и учебных задач
Учитывая современные требования компьютеризации технологии проектирования, ещё в стенах вуза при получении профессионального образования молодой специалист должен приобрести определенные знания, умения и навыки, необходимые в работе и касающиеся подготовки использовать компьютерные системы в профессиональной деятельности[11].
Данные умения и навыки будущие инженеры приобретают в процессе решения дидактических учебных задач и научных инженерных задач. В нашем понимании научные задачи решаются студентами в процессе научно-исследовательской работы, в процессе производственных практик, работы научных обществ, факультативов, в процессе подготовки и участия в олимпиадном движении.
По мнению Серикова В.В. любой изучаемый материал представляется в виде системы задач, различным образом связанных с жизненно-смысловой сферой учащихся. Различают задачи трех типов:
1. предметные, включающие фактический материал с косвенным указанием на его связь с гуманитарно-ценностной сферой. 2.конструктивные, направленные на поиск способов приобщения обучаемых к данной области культуры, что связано с переводом содержания изучаемого материала из предметной формы в деятельностно-коммуникативную.
З.личностно-ориентированные, связанные с выявлением ценностно-смыслового компонента материала[13 6].
Студенты должны научиться не только решать, но и моделировать (создавать) данного рода задачи.
Сегодня инженер с помощью компьютера должен быть способен проектировать внешний облик изделия, выполнять прочностные расчеты, формировать необходимую документацию, хранить и структурировать техническую информацию, создавать программы для станков с ЧПУ, одним словом, решать многие инженерные задачи, используя возможности различных программных средств.
В работе М.Вахидова[29] подчеркнуто, что в рамках его исследования рассматриваются учебные инструментальные программные средства, которые реализуют «орудийную» (по выражению академика А.П.Ершова) функцию компьютера и направлены на повышение эффективности познавательной деятельности учащегося.
Значительная часть исследований (Н.А.Аитов, М. Вахидов, Я.Н. Кобринский, Н.А.Копытов, Л.Г.Кузнецова, А.В.Пеньков, И.В.Роберт, Н.В.Софронова и другие) под инструментальными программными средствами понимают компьютерные программы, обеспечивающие возможность создания обучающих программ, поддержку учебного процесса и не имеющие предметного содержания.
Интересны публикации Я.Н.Кобринского и Н.А.Копытова[78], которые выделяют два главных назначения программных средств: во-первых, -использование в учебном процессе в качестве инструмента для исследования и для решения задач, во-вторых, - использование для создания учебных программ и «удобных возможностей для общения с компьютером».
Наиболее глубоким представляется определение Н.А.Аитова и его соратников, которые рассматривают инструментальные программные средства как «функционирующий на базе ЭВМ комплекс инженерно-технического, математического и учебно-методического обеспечения, ориентированного на управление процессом обучения в диалоговом режиме коллективного пользования» [7] .
Диссертационная работа Л.Г.Кузнецовой конкретизирует определение инструментальных программных средств и рассматривает только «некоторую их часть»: математические системы и табличные процессоры Derive, Mathcad, Matlab, именно те, с которыми мы работаем.
Мы рассматриваем инструментальные программные средства математического и графического направления как инструмент компьютерного инжиниринга.
От успехов в применении инструментальных программных средств, от грамотного использования их возможностей современным инженером во многом зависят и сроки разработки образцов новой техники, и внедрение интегрированных автоматизированных производств, и рост производительности труда инженерно-технических работников, и решение многих инженерных задач.
Диагностика готовности студентов к использованию компьютерных систем
В современной литературе слово «Диагноз психологический» трактуется как «конечный результат деятельности психолога, направленный на выяснение сущности индивидуально-психологических особенностей личности с целью оценки их актуального состояния, прогноза дальнейшего развития и разработки рекомендаций, определяемых задачей психодиагностического обследования» [27].
Диагноз неразрывно связан с прогнозом. По Л.С.Выготскому содержание диагноза и прогноза совпадает, но прогноз строится на умении настолько понять «внутреннюю логику самодвижения процесса развития, что на основе прошлого и настоящего намечает путь развития»[42].
Чтобы проследить процесс развития нашего эксперимента, опишем работу по диагностике готовности студентов к использованию компьютерных систем в учебном процессе. При подготовке к нашей работе мы определили, что нам необходима первоначальная диагностика для обеспечения контроля за динамикой развития эксперимента, предупреждения возможных отклонений, оценки эффективности педагогических мероприятий[63]. Констатирующий эксперимент имел следующие цели:
выявить первоначальное состояние проблемы подготовки будущих инженеров к использованию инструментальных программных средств в решении учебных и научных задач;
выявить состояние проблемы использования программных средств на занятиях по дисциплинам: «Инженерная графика», «Физика», «Математика».
Осуществление намеченных целей потребовало решения следующих задач:
определить степень удовлетворенности выпускников электроэнергетического факультета и молодых инженеров уровнем подготовки к использованию программных средств в работе;
определить уровень подготовки студентов первого курса к решению инженерных задач различной сложности.
Проанализировав представленный в психолого-педагогической литературе широкий спектр методов современной диагностики для поставленной задачи, мы выбрали для своей работы метод наблюдения, оценив его достоинства[162] и тестирование[102].
Мы тщательно изучили и проанализировали результаты бесед с нашими выпускниками о трудностях профессионального становления. Почти все молодые специалисты сообщили, что испытывали проблемы при ознакомлении с производственными программными пакетами и выразили ценное для нас пожелание: усилить подготовку к использованию систем символьной математики и особенно графических систем для дальнейшей профессиональной деятельности.
В процессе преддипломной практики и среди молодых специалистов было проведено анкетирование по изучению степени удовлетворенности уровнем подготовки в вузе к владению программными средствами для решения инженерных задач.
