РОЗВИТОК ТЕХНІЧНОГО МИСЛЕННЯ МАЙБУТНІХ УЧИТЕЛІВ ТРУДОВОГО НАВЧАННЯ У ПРОЦЕСІ ГРАФІЧНОЇ ПІДГОТОВКИ ЗАСОБАМИ ІНФОРМАЦІЙНИХ ТЕХНОЛОГІЙ

Краткое содержание

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі обґрунтовано актуальність теми дисертаційного дослідження, проаналізовано загальний стан дослідженості наукової проблеми, представлено зв’язок дисертації з науковими програмами, планами та темами, визначено мету, завдання, об’єкт і предмет дослідження, сформульовано гіпотезу, охарактеризовано методи й основні етапи дослідження, розкрито наукову новизну одержаних результатів, їх теоретичне та практичне значення для педагогічної науки, висвітлено особистий внесок здобувача, подано відомості про апробацію та впровадження результатів дослідження, публікації, наведено структуру й обсяг дисертаційної роботи.

У першому розділі » проведено комплексний аналіз наукових психолого-педагогічних праць із проблематики дослідження; з’ясовано вплив інформаційних технологій навчання на розвиток технічного мислення студентської молоді; визначено основні вимоги до комп’ютерного програмного забезпечення, відповідно до яких здійснено аналіз програмних засобів різних типів з позиції ефективного розвитку технічного мислення студентів на заняттях із креслення. На основі окреслених вимог створено авторський навчально-розвивальний педагогічний програмний засіб «Kreslyar», використання якого сприяло підвищенню рівня розвитку технічного мислення студентів на всіх етапах графічної підготовки з креслення.

У процесі дослідження доведено, що технічне мислення особистості є невід’ємною складовою її інтелектуального розвитку. Аналіз літературних джерел засвідчує, що виявлена багатьма вченими структура технічного мислення особистості потребує подальшого наукового дослідження та доповнення новими компонентами, відповідно до особливостей сучасного розвитку виробництва й техніки.

Методологічні дослідження та постановка сучасних технічних завдань переконують у тому, що традиційну трикомпонентну структуру технічного мислення (понятійний, образний, практичний) доцільно доповнити самостійними компонентами – оперативний та володіння мовою техніки.

Нині у психолого-педагогічній літературі представлені різноманітні тлу­мачення дефініції «технічне мислення». Тому, враховуючи завдання дисерта­ційного дослідження, узагальнюючи аналіз технічного мислення особистості як психічного процесу, проаналізувавши особливості розвитку і доповнивши його структуру, нами було сформульовано таке визначення технічного мислення: понятійно-образно-практичне, яке ґрунтується на системі загальних і спеціальних знань, спрямоване на оперування технічними поняттями й образами у процесі практичної, виробничої та творчої діяльності людини.

Здійснивши аналіз психолого-педагогічної літератури, окреслено можли­вості розвитку технічного мислення студентів за допомогою новітніх засобів навчання – інформаційних технологій. Аналіз досвіду використання ІТ у підготовці вчителів трудового навчання, а також матеріали власних досліджень дають підстави стверджувати, що педагогічно доцільне використання інформаційних технологій на заняттях із креслення у вищій школі забезпечує: посилення мотивації навчання, зумовлене підвищенням інтересу студентів до роботи з комп’ютером; миттєвий зворотній зв’язок між користувачами та засобами ІТ; реалізацію інтерактивного режиму роботи з навчальними матеріалами, представленими у компактній, наочній, структурованій та легко засвоюваній формі, можливість подання яких розширюється за рахунок використання кольору, графіки, мультиплікації, звуку тощо; комп’ютерну динамічну візуалізацію об’єктів навчання, закономірностей процесів і явищ, що можуть віртуально відбуватися згідно заданих умов; розвиток творчих здібностей особистості на основі реалізації індивідуально-особистісного підходу до студента та з урахуванням рівня його компетентності; наявність додаткових можливостей рефлексії студентами своєї діяльності, що забезпечує отримання візуальних наслідків своїх дій; можливість організації цілеспря­мованого управління процесом навчання, оперативного контролю викладачем дій студентів та забезпечення об’єктивності оцінювання їхніх навчальних досягнень; можливість залучення студентів до науково-дослідницької роботи, здійснення навчальних експериментів засобами комп’ютерної техніки.

Щоб спрогнозувати доцільність використання інформаційних технологій у навчальному процесі з графіки як засобу розвитку технічного мислення особистості, проведено прогностичне психологічне тестування (за тестом Беннета) технічних здібностей студентів ВНЗ, які вивчали курс креслення за різними методиками: традиційним способом та з використанням ІТ. Тестуванням було охоплено студентів п’ятьох вищих педагогічних навчальних закладів та проводилося протягом другого семестру вивчення курсу креслення. Результати тестування дали змогу оцінити рівень технічного мислення студентів та їхні уміння читати креслення, розумітися на схемах технічних пристроїв, розв’язувати найпростіші фізико-технічні завдання, а головне – підтвердили доцільність нашого подальшого наукового пошуку.

Обробка одержаних даних дає підставу констатувати, що вищий рівень розвитку технічного мислення спостерігається у студентів, які вивчали курс креслення з використанням ІТ (на 8,64%).

Отже, гіпотетично, використання інформаційних технологій у процесі графічної підготовки студентів сприятиме кращому розвиткові технічного мислення особистості, порівняно з традиційними методами викладання. Відповідно до цього

Аналіз чинників, що впливають на розвиток технічного мислення, дозволив окреслити такі основні психолого-педагогічні вимоги до педагогічних програмних засобів (ППЗ): відповідність навчальній програмі та видам навчально-пізнавальної діяльності; забезпечення психологічної готовності викладача і студента до використання ППЗ; урахування особистого досвіду викладача, його індивідуального стилю роботи та пристосованість до індивідуальних особливостей конкретного студента; абсолютна надійність; наявність простого й зрозумілого інтерфейсу користувача; універсальність, можливість модифікації і розвитку програмного засобу з навчального предмету; сприяння розвиткові інтелектуального потенціалу студентів.

Відповідно окресленим психолого-педагогічним вимогам до ППЗ та керуючись прийнятою класифікацією програмних засобів, нами встановлено, що найбільш доцільним щодо розвитку технічного мислення студентів є використання ПЗ моделюючого типу (ArchiCAD, AutoCad, Smartdraw, sPlan, Компас та ін.). Однак важливо зазначити, що переважна більшість моделюючих (спеціалізованих) комп’ютерних програм зорієнтована здебільшого на автоматизацію процесу проектування, прискорене створення конструкторської документації тощо. Дані програмні продукти можна використовувати на заняттях із креслення лише частково, оскільки опанування студентами хоча б однієї з вищезазначених програм вимагає значних витрат часу та розумових зусиль. Це викликає труднощі організаційного характеру, зумовлені специфікою лімітованого навчального процесу. Крім того, ці комп’ютерні програми не передбачають організаційно-методичних заходів у режимі навчання чи контролю навчальних досягнень студентів.

Таким чином, проведений аналіз різних типів ПЗ засвідчує, що нині в Україні ще не створено якісних програмних продуктів для комп’ютерної підтримки вивчення графічних дисциплін (зокрема, креслення), особливо таких, що забезпечують належний розвиток технічного мислення суб’єктів навчання. Тому нами створено авторський ППЗ навчально-розвивального типу – «Kreslyar», орієнтований саме на розвиток технічного мислення студентів у процесі графічної підготовки.

Перевагою ППЗ «Kreslyar» є його відносна простота та зручність у користуванні, наявність простого й зрозумілого інтерфейсу. Залежно від конкретних вимог, що ставляться до графічної підготовки студентів певної спеціальності, викладачі графічних дисциплін, маючи досвід роботи з ПК, можуть на власний розсуд видозмінити або доповнити зміст бази даних програми. Це не потребує спеціальних знань у галузі програмування. Будь-яка html-сторінка програми може бути змінена засобами звичайного Блокнота Windows чи текстового редактора Word. У зв’язку з цим, програма «Kreslyar» є дидактично гнучкою і може використовуватися для розв’язання широкого кола освітніх та розвивальних завдань на заняттях із креслення.

У другому розділі » теоретично обґрунтовано педагогічні умови розвитку технічного мислення студентів на заняттях із креслення засобами ІТ, відповідно до яких організовано й проведено педаго­гічний експеримент; опрацьовано результати експериментального досліджен­ня, виявлено та підтверджено переваги запропонованих педагогічних умов.

Беручи до уваги психолого-педагогічні особливості розвитку технічного мислення особистості, організаційно-методичні засади проведення занять із креслення, психологічний та дидактичний аспекти використання інформацій­них технологій у навчально-пізнавальному процесі, нами визначено такі педагогічні умови розвитку технічного мислення студентів у процесі графічної підготовки засобами ІТ: системність застосування ІТ та узгодженість з традиційною методикою навчання кресленню; використання навчально-розвивальних ПЗ (частково моделюючих), що відповідають основним психолого-педагогічним та дидактичним (науковість змісту ППЗ з курсу креслення; доступність навчального матеріалу; систематичність і послідовність навчання; комп’ютерна візуалізація навчальної інформації; міцність засвоєння навчального матеріалу; інтерактивність діалогу) вимогам; комплексність та послідовність застосування інформаційних технологій на всіх етапах графічної підготовки студентів; психолого-педагогічна готовність викладача до використання ІТ, високий рівень володіння ним комп’ютерною технікою та відповідним програмним забезпеченням.

Інформаційні технології, що застосовуються у процесі графічної підготовки студентів, повинні бути лише одним із технічних засобів навчання, доповнювати та розширювати можливості викладача вирішувати завдання розвитку технічного мислення студентів і у жодному випадку не переймати на себе функції організатора і координатора навчально-пізнавального процесу, що традиційно мають залишатися у компетентності педагога. У зв’язку з цим досить важливою є перша педагогічна умова, згідно з якою процес викорис­тання ІТ має бути добре продуманим, виваженим, не суперечити традиційним методам розвитку технічного мислення особистості, нівелювання яких поставить під загрозу результативність усього навчального процесу.

Ефективність застосування інформаційних технологій у навчально-пізна­вальному процесі визначається якістю відповідного програмного забезпечення. Важливим є використання ПЗ, орієнтованих на графічну підготовку студентів та активізацію в цих умовах процесів мислення особистості, зокрема розвиток технічного мислення. Результати дослідження засвідчують, що такі функції найкраще виконують програми моделюючого типу (наприклад, професійні графічні редактори – САПР). Однак оволодіння ними вимагає додаткових витрат часу, що неприпустимо в рамках обмеженого часом навчального процесу. У зв’язку з цим постає потреба у створенні таких ПЗ, які б у комплексі забезпечували навчальні та розвивальні функції (розвиток технічного мислення особистості), передбачали активну роль педагогів у їх модифікації, а головне – відповідали психолого-педагогічним та дидактичним вимогам, що є основним критерієм їх ефективного використання у навчальному процесі. Відповідно до цього актуальною постає друга педагогічна умова, визначена у роботі.

Розвиток технічного мислення особистості повинен здійснюватися ціле­спрямовано, систематично і послідовно протягом усієї графічної підготовки студентів з креслення. У зв’язку з цим, ІТ (а саме зміст програмного забезпечення) як засіб розвитку технічного мислення суб’єктів навчання, повинні відображати структуру навчальної дисципліни (креслення), особливості методики та впроваджуватися на всіх етапах її вивчення, що передбачається третьою педагогічною умовою.

Усі означені педагогічні умови втрачають сенс, якщо організатор та керівник навчально-пізнавального процесу – педагог, психологічно не готовий до використання на своїх заняттях ІТ, не володіє педагогічною майстерністю їх застосування, недостатньо обізнаний із принципами організації та проведення комп’ютерно-орієнтованого навчання. У зв’язку з цим є важливою четверта педагогічна умова, визначена й обґрунтована в процесі дослідження.

Зазначені педагогічні умови повинні реалізуватися лише комплексно; недотримання хоча б однієї з них, унеможливить ефективний розвиток технічного мислення студентів у процесі графічної підготовки засобами ІТ.

У ході тривалих психолого-педагогічних спостережень, індивідуальних бесід зі студентами та викладачами, шляхом педагогічного діагностування й оцінювання навчальних досягнень майбутніх учителів трудового навчання з курсу креслення розроблено критерії і показники розвитку технічного мислення студентів: якість технічних знань (правильність, повнота, осмисле­ність, глибина, гнучкість, дієвість, системність, міцність); рівень сформованос­ті загальнотехнічних та графічних умінь і навичок; рівень оволодіння розумовими операціями (вміння аналізувати, синтезувати, порівнювати, абстрагувати, узагальнювати тощо); ступінь самостійності при застосуванні знань; характер мисленнєвої діяльності; уміння створювати просторові образи технічних об’єктів та утримувати їх в уяві; уміння працювати з довідниковою та науково-технічною літературою.

На підставі критеріїв і показників встановлено чотири рівні розвитку технічного мислення студентів: низький, середній, достатній і високий.

Низький рівень розвитку технічного мислення студентів характеризується недостатньо сформованими уміннями створювати просторові образи технічних об’єктів та утримувати їх в уяві; низьким запасом знань у галузі техніки і технології та слабким володінням технічною термінологією; здебільшого практичним і наочно-дійовим характером мислення; нездатністю розрізняти технічні об’єкти, зіставляти їх із відповідними графічними зображеннями (кресленнями); невмінням аналізувати форму і розміри технічних об’єктів та їх графічні зображення; труднощами при осмисленні поставленого завдання, виокремленні головного і похідного; здатністю розв’язувати конструктивно-технічні задачі лише найнижчого рівня складності (задачі на моделювання), коли створюваний об’єкт копіюється зазвичай з уже відомого або створюється згідно з його схемою, рисунком, ескізом чи кресленням; невмінням працювати з довідниковою та науково-інформаційною літературою.

Середній рівень розвитку технічного мислення має такі особливості: належно розвинена уява просторових образів технічних об’єктів (її перебіг є достатньо легким та швидким); середній запас технічних знань, володіння технічною термінологією; проявляється більшою мірою понятійно-образний характер мислення; підвищується здатність аналізувати форму технічних об’єктів, однак трапляються труднощі при встановленні просторових відношень між їх елементами; уміння аналізувати графічні зображення об’єктів, уявляти їх форму та розміри, проте виникають труднощі при перенесенні уявлень на інші графічні зображення; недостатня сформованість системи розумових дій, що зумовлює складнощі мисленнєвого характеру при роботі з нестандартними технічними об’єктами; здатність правильно розв’язувати конструктивно-технічні задачі лише першого і другого рівнів складності; спостерігаються уміння працювати з довідниковою та науково-інформаційною літературою.

Достатній рівень розвитку технічного мислення характеризується добре розвиненою просторовою уявою технічних об’єктів (їх образи є стійкими, однак недостатньо динамічними); високим і водночас несистематизованим рівнем знань у галузі техніки і технології; достатнім володінням технічною термінологією; здатністю легко розрізняти технічні об’єкти та зіставляти їх з відповідними графічними зображеннями; здатністю аналізувати форму технічних об’єктів, встановлювати просторові відношення між їх елементами; вільним аналізом графічних зображень об’єктів, уявленням їх форми та розмірів, водночас певними труднощами при перенесенні уявлень на інші графічні зображення; достатньо сформованими прийомами розумових дій, особливо при роботі з нестандартними деталями середньої складності; здатністю правильно розв’язувати конструктивно-технічні задачі першого, другого і третього рівнів складності; належним володінням довідниковою та науково-інформаційною літературою.

Високий рівень розвитку технічного мислення має такі особливості: високорозвинена уява просторових образів технічних об’єктів (образи є стійкими та динамічними); системні знання у галузі техніки та технології; вільне володіння технічною термінологією; аналіз форми технічних об’єктів та їх конструктивних особливостей з позиції технології виготовлення; добре сформовані прийоми розумових дій студента; легкість у роботі з нестандартними технічними об’єктами; творчий характер мислення; здатність правильно розв’язувати конструктивно-технічні задачі усіх чотирьох рівнів складності; вільне володіння довідниковою та науково-інформаційною літературою.

Аналіз експериментальних даних, отриманих на констатувальному етапі експерименту, дає підставу стверджувати – рівень розвитку технічного мислення студентів, які вступають на навчання до педагогічних ВНЗ є, в основному, низьким та середнім, що потребує постійної і цілеспрямованої роботи з боку викладачів щодо його належного формування та розвитку. Серед шляхів розв’язання цієї проблеми, ми вбачаємо ефективне впровадження та використання у графічній підготовці студентів з креслення інформаційних технологій навчання, особливо навчально-розвивальних програмних засобів.

У процесі проведення пошукового етапу експерименту нами дослід­жувалися та коригувалися педагогічні умови розвитку технічного мислення студентів на заняттях із креслення засобами інформаційних технологій, розроблялися компоненти комп’ютерно-орієнтованої методичної системи навчання кресленню, які б забезпечили якісний розвиток технічного мислення студентів на всіх етапах процесу навчання. На цьому ж етапі здійснювалася апробація авторського педагогічного програмного засобу «Kreslyar», досліджувалися його дидактичні можливості та особливості використання у навчально-пізнавальному процесі з креслення з метою ефективного розвитку технічного мислення студентів; розроблялися методичні рекомендації для викладачів щодо використання ППЗ «Kreslyar» на заняттях з графіки.

У результаті констатувального та пошукового етапів експерименту створювалися необхідні умови для проведення формувального етапу експерименту, що передбачав перевірку запропонованих педагогічних умов розвитку технічного мислення майбутніх учителів трудового навчання у процесі графічної підготовки засобами інформаційних технологій.

Динаміка розвитку технічного мислення студентів контрольних та експериментальних груп протягом науково-педагогічного експерименту графічно представлена на рис. 1.