Методическая система проектирования и использования инновационных средств обучения в профессиональной подготовке студентов педвузов

Разразившийся в последнее десятилетие социально-экономический кризис в стране поставил перед системой образования России целый ряд проблем.

В статье «Образование для новой России» [107, с.7] министр образования РФ В. Филиппов отмечает, что особенно остро стоит вопрос подготовки современных кадров педагогов для высшей школы страны, способных обеспечивать разработку и реализацию новых педагогических технологий на базе все расширяющихся информационных и телекоммуникационных возможностей.

В этой связи возникает необходимость внесения корректив в профессиональную подготовку студентов. Особенно актуальны эти вопросы при подготовке выпускников педагогических вузов, которые по своей профессии должны обеспечивать образовательный процесс на современном уровне.

Согласно закону РФ об образовании [45, с. 13] содержание образования является одним из факторов экономического и социального прогресса общества и ориентировано на самоопределение личности, создание условий для самореализации, оно должно по возможности полнее удовлетворять познавательные потребности личности.

Система непрерывного профессионального образования находится на этапе значительного пересмотра содержания и технологий в сторону развивающего обучения, специальной подготовки педагогических кадров к инновационной деятельности.

Характерные для высшей школы инновационные процессы возможны только при перестройке ориентиров личности. Получающий в последнее время все большее развитие личностно-индивидуальный подход к обучению призван позволить каждому студенту всесторонне развивать свои способности на пути к творческой самореализации.

Различные аспекты проблемы формирования у учителя научно-педагогического мышления рассмотрены многими исследователями: вопросы формирования содержания непрерывного профессионального образования изложены в работах Ю. К. Бабанского [13, 80], Н. Ф. Талызиной [99, 100], Ю. А. Кустова [60]- аспекты проектировочной деятельности инженеров отражены в работах П. И. Орлова [78], Дж.К.Джонса [35], Е. И. Хомякова [111], Д. Н. Решетова [61], (в том числе инженера-педагога — в работах B.C. Безруковой [14].). Созданию системы непрерывного формирования творческого инженерного мышления посвящены работы авторов Г. С. Альтшуллера [3, 4, 5, 6], М. М. Зиновкиной [46, 47]. Вопросы обучения будущих учителей технологии раскрываются в работах Н. А. Шайденко [118, 119]. Способность к проектировочной деятельности педагога оказывает значительное влияние на эффективность проведения учебных занятий, и эта связь исследуется в трудах И. Я. Лернера [62], В. В. Краевского [58], М.Н.

Скаткина [36, 95], В. П. Беспалько [16, 17], И. П. Подласого [83, 84], В. Д. Симоненко [96, 97].

Вопросы разработки научно-педагогических основ проектирования средств и методов интеллектуальной собственности раскрываются в трудах З. Ф. Мазура [66,67, 68, 69].

Проблема технологической подготовки учащихся исследуется в работах П. Р. Атутова [12, 37, 38, 51], В. А. Полякова [37, 38, 51], П. Н. Андрианова [8, 9, 10, 37, 38, 51], И. А. Сасовой [51], которые подчеркивают, что технологическая направленность учебного процесса в школе, требующая соответствующей подготовки специалистов, приобретает социальную значимость, а, следовательно, учитель, который будет осуществлять t технологическую подготовку учащихся, должен быть специально подготовлен к инновационной деятельности.

Возникло противоречие между потребностью учебных заведений в творчески активных, всесторонне подготовленных к инновационной деятельности выпускниках педагогических вузов и реальной педагогической теорией и практикой, характеризующейся недостаточной разработанностью и необходимостью непрерывного совершенствования инновационных средств обучения будущих учителей и методик их проектирования.

Это позволило сформулировать тему исследования: «Методическая система проектирования и использования инновационных средств обучения в профессиональной подготовке студентов педвузов.

Объектом исследования является процесс проектирования и использования инновационных средств обучения в системе профессионального образования.

Предмет исследования — методика проектирования и использования инновационных средств обучения студентов педагогических вузов в процессе преподавания общетехнических дисциплин.

Цель исследования состоит в повышении эффективности технологической подготовки студентов педвузов в системе профессионального образования за счет включения студентов в инновационную деятельность.

В основу исследования положена гипотеза, состоящая в предположении того, что эффективность технологической подготовки студентов педвузов можно повысить, если будет создана методическая система проектирования средств обучения, основанная на взаимосвязи информационных технологий и патентной информации для создания студентами собственных творческих лабораторий, состоящая из двух взаимосвязанных частей: инвариантной, включающей базу данных по способам обучения, разработанную на основе изобретений и полезных моделей, содержание и структура которой может быть использована студентами педвузов в дальнейшей профессиональной деятельностивариативной, определяемой направленностью содержания профессионального обучения, уровнем и приоритетными направлениями развития техники, состоящей из двух методик: решения и проектирования учебных творческих задач по прикладной механике, включающей использование патентной информации и информационных технологий в процессе преподавания общетехнических дисциплин. В соответствии с поставленной целью и выдвинутой гипотезой необходимо было решить следующие задачи: проанализировать состояние проблемы методического обеспечения курсов общетехнических дисциплин с точки зрения подготовки студентов педагогических вузов к инновационной деятельностивыявить, обобщить и дополнить концептуальные положения методической системы проектирования и использования инновационных средств обучениявыявить в патентном фонде инновационные способы обучения как объекты интеллектуальной собственности и на их основе разработать содержание и структуру информационной базы данныхразработать методику обучения студентов творческому решению технических задач и методику проектирования творческих задач по прикладной механике с использованием информационных технологий и патентной информациипровести опытно-экспериментальную проверку эффективности использования спроектированных методик и средств обучения студентов педвузов.

Методологической основой исследования являются: труды в области системного подхода к анализу педагогических явлений (В.П. Беспалько, С. И. Архангельский и др.) — методологические аспекты технологического образования (П.Р. Атутов, В. А. Поляков, П. Н. Андрианов, И. А. Сасова, НА. Шайденко) — основные положения теории поэтапного формирования умственных действий (П.Я. Гальперин) — концепции педагогического проектирования (B.C. Безрукова, В. В. Краевский и др.) — теоретические основы проблемно-развивающего обучения (П.Р. Атутов, И Я. Лернер, М. Н. Скаткин и др.), научно педагогические основы проектирования средств и методов интеллектуальной собственности (З.Ф. Мазур). В работе также использовались теория, методология и практика информатизации образования (И.В. Роберт, В. Д. Симоненко) и методика обучения проектированию и конструированию (П.И. Орлов, Дж.К. Джонс).

Основные методы исследования: анализ педагогической, психологической и методической литературы по проблеме исследования, диссертационных исследованийнаблюдение за учебным процессом, тестированиепедагогический экспериментметоды математической статистики для обработки результатов исследования.

Экспериментальной базой исследования являлись инженерно-педагогический факультет Тольяттинского филиала Самарского государственного педагогического университета и Тольяттинский технический колледж.

Этапы исследования:

Первый этап (1996;1997 гг.) состоял в проведении анализа научно-методической литературы по проблеме диссертационной работы, что позволило сформулировать гипотезу и определить цель, задачи, объект, предмет и методы исследования.

Второй этап (1997;1999 гг.) содержал работу по проектированию системы инновационных методов и средств, подготовке учебных групп для проведения экспериментапроведены констатирующий и первый этап формирующего эксперимента.

Третий этап (1999;2001 гг.) заключался в проведении заключительного этапа формирующего эксперимента, обработке результатов экспериментальной работы, внедрении полученных результатов в практику, оформлении результатов исследования.

Научная новизна исследования заключается в том, что: • произведено теоретическое обобщение концептуальных положений методической системы проектирования и использования средств обучения, основанной на взаимосвязи патентной информации и и информационных технологий для создания собственных педагогических лабораторий студентами педвузов;

• определено содержание и структура информационной базы данных инновационных средств обучения, защищенные свидетельством официальной регистрации базы данных, необходимой будущему учителю при разработке новых средств обучения;

• разработаны методики решения технических задач и проектирования творческих задач по прикладной механике с использованием взаимосвязи информационных систем и патентной информации при обучении студентов, позволяющие повысить эффективность их технологической подготовки.

Теоретическая значимость заключается в обосновании педагогической целесообразности взаимосвязи использования информационных технологий и патентной информации для повышения эффективности технологической подготовки студентов педагогических вузов в процессе преподавания общетехнических дисциплин.

Практическая значимость исследования: создана база данных по способам обучения и по разделам дисциплины «Прикладная механика» — разработаны методические рекомендации по обучению студентов творческому решению технических задач с использованием информационных технологийразработаны методические рекомендации по обучению студентов проектированию творческих задач по прикладной механике на базе изобретений и полезных моделей, представленных на сервере ФИПС в сети Интернетразработан сборник творческих задач по дисциплинам технологического цикла, изучаемым студентами педвузов со второго по пятый курс.

Достоверность и обоснованность результатов исследования обеспечены методологической обоснованностью теоретических предпосылок, адекватностью методов, применяемых в исследовании, его задачам и предмету, количественным и качественным анализом экспериментальных данных, использованием полученных результатов исследования в педагогической практике.

На защиту выносятся: обоснование педагогической целесообразности взаимосвязи совокупности элементов методической системы проектирования и использования инновационных средств обучения студентов педвузов при изучении прикладной механикисодержание и структура информационной базы данных по способам обучения, разработанной на основе изобретений и полезных моделей, и классификация входящих в нее рефератов по направлениям профессиональной подготовки студентов педвузовметодики использования информационных технологий при обучении студентов творческому решению технических задач и проектированию творческих задач на базе изобретений и полезных моделей в процессе преподавания прикладной механики.

Апробация и внедрение результатов исследования. Материалы исследования обсуждались и были одобрены на ежегодных научно-методических конференциях преподавателей и студентов Тольяттинского филиала Самарского Государственного педагогического университета, Третьей Научно-методической конференции преподавателей и студентов Тольяттинского социально-экономического колледжа (1996 г.) — Седьмой региональной научно-технической конференции, посвященной 70-летию ' Приазовского Государственного технического университета (г. Мариуполь в 2000 г.) — на заседаниях кафедры «Общетехнических дисциплин» Тольяттинского филиала Самарского Государственного педагогического университета, на межвузовской научно-практической конференции Поволжского технологического института сервиса (2001 г.).

Результаты исследования внедрены в практику работы кафедры «Общетехнических дисциплин» Тольяттинского филиала Самарского Государственного педагогического университета, профессионального лицея № 36 Волжского автомобильного завода.

Структура диссертации: объем диссертации составляет страниц машинописного текста 152, таблиц, схем и приложений. Диссертация состоит из введения, двух глав, заключения, списка литературы, насчитывающего 126 наименований.

Выводы ко 2 главе.

Во второй главе решается задача разработки и реализации системы проектирования и использования средств обучения с применением информационных технологий как инновационной стратегии повышения эффективности технологической подготовки студентов педвузов.

1. Интеграция новейших информационных технологий в технологию обучения студентов повышает уровень творческой составляющей профессионального мастерства и готовность к инновационной деятельности в системе профессионального образования.

2. Проведенные маркетинговые исследования позволили обосновать педагогическую целесообразность взаимосвязи использования патентной информации и информационных технологий в педагогическом процессе, так как базы данных, созданные на основе патентной информации, могут служить инструментом для саморазвития и использования в дальнейшей работе студентам и учителям технологии.

3. Предложенная методика обучения студентов творческому решению технических задач, относящихся к курсу «Прикладная механика», с использованием Интернет-технологий, в частности, баз данных по изобретениям и полезным моделям, позволяет улучшить качество обучения за счет повышения у студентов мотивации к творческой деятельности, формирования навыков и умений, необходимых для дальнейшей профессиональной деятельности.

4. Дальнейшее закрепление навыков и умений работы с патентной информацией и повышение интереса к инновационной деятельности достигается, если предложить студентам методику проектирования творческих задач на базе изобретений и полезных моделей, с помощью которой они самостоятельно создают творческие задачи. В диссертационном исследовании представлены творческие задачи, составленные на базе изобретений, в создании которых принимали участие студенты — участники педагогического эксперимента.

5. На базе предложенной методической системы обучения студентов с использованием информационных технологий создана автоматизированная информационно-обучающая система инноватора и база данных по изобретениям и полезным моделям, суть которых заключается в использовании инновационных способов и средств обучения для создания собственных педагогических технологий.

6. Опытно-экспериментальная апробация разработанной педагогической технологии показала, что в экспериментальной группе техническое решение предложенных творческих задач соответствует контрольному у 85% студентов, а значения Т — критерия Стьюдента, полученные в результате обработки экспериментальных данных, превышают критическое значение Ткр. Это подтверждает, что использование разработанных методик для повышения эффективности технологической подготовки способствует формированию у студентов изобретательской и компьютерной грамотности, стимулируют интерес к творчеству как в пределах изучаемого предмета, так и в целом.

Заключение

.

В диссертации подводятся итоги проведенного исследования, подтверждается правомерность выдвинутой гипотезы, доказывается актуальность проблемы.

В ходе теоретико-экспериментального исследования и практической работы были решены все поставленные задачи и получены следующие результаты:

1. Наиболее эффективно инновационная деятельность студентов проявляется тогда, когда она опирается на методологию системного подхода к разработке новых педагогических систем и интеграцию принципов педагогического проектирования с новыми информационными технологиями.

Концептуальное ядро системы целостной инновационной подготовки составляют положения: об адекватности конечных результатов специальной подготовки требованиям социального заказао направленности проектирования всех компонентов системы на системообразующий фактор (принцип профессиональной направленности) — об ориентации системы на формирование у субъектов обучения интеграции педагогического и технического мышления и профессионально-личностных качеств.

2. Доказано, что адекватность целей обучения социальному заказу обеспечивается созданием методической системы проектирования и использования инновационных средств профессионального обучения и создания на ее базе автоматизированной информационно-обучающей системы инноватора, суть которой заключается в использовании инновационных средств обучения для создания собственных педагогических технологий.

3. Обоснована необходимость использования новых информационных технологий, в частности, Интернет-технологий, для улучшения качества профессиональной подготовки студентов за счет повышения готовности к инновационной деятельности.

4. Проведенные маркетинговые исследования позволили обосновать педагогическую целесообразность взаимосвязи использования информационных технологий и патентной информации в педагогическом процессе, так как базы данных, созданные на ее основе, могут служить студентам инструментом для саморазвития и использования в дальнейшей профессиональной работе.

5. Предложенная методика обучения студентов решению творческих технических задач, относящихся к курсу «Прикладная механика», с использованием Интернет-технологий, в частности баз данных по изобретениям и полезным моделям, позволяет улучшить качество обучения за счет повышения у студентов мотивации к инновационной деятельности, формирования навыков и умений, необходимых для дальнейшей профессиональной деятельности.

6. Дальнейшее закрепление навыков и умений работы с патентной информацией и повышение интереса к инновационной деятельности достигается, если предложить студентам методику проектирования творческих задач по прикладной механике на базе изобретений и полезных моделей, с помощью которой они самостоятельно создают творческие задачи. В диссертационном исследовании представлен пример такой задачи, составленной на базе изобретения.

7. Опытно-экспериментальная апробация разработанной методической системы и методик ее применения показала, что в экспериментальной группе техническое решение предложенных творческих задач соответствует контрольному у 85% студентов, а значения Т-критерия Стьюдента, полученные в результате обработки экспериментальных данных, превышают критическое значение Ткр. Это подтверждает, что использование Интернет-технологий для формирования у студентов готовности к инновационной деятельности способствует повышению изобретательской и компьютерной грамотности, стимулируют интерес к творчеству как в пределах изучаемого предмета, так и в целом.

8. В результате проведенного теоретического анализа, педагогического проектирования, экспериментальных исследований, основываясь на многолетней опытной педагогической деятельности можно утверждать, что гипотеза настоящего исследования и основные положения, выносимые на защиту, получили достоверное подтверждение.

Мы полагаем, что проведенное исследование является завершенным этапом работы. Вместе с тем, считаем необходимым в рамках решения изучаемой проблемы рассмотреть следующие вопросы: совершенствование педагогического мастерства профессорско-преподавательского состава по использованию патентной информации в учебных дисциплинах, смежных с общетехническими дисциплинами- - разработка спецкурса по использованию методической системы проектирования средств обучения, включающего технологические практикумы и комплекс лабораторных работ на базе информационных технологий.

Эти вопросы могут являться направлением дальнейших исследований.