ОСНОВНИЙ ЗМІСТ ДИСЕРТАЦІЇ

У вступі обґрунтовано актуальність проблеми дослідження, розкрито ступінь її розробленості, визначено мету, об’єкт, предмет, завдання, гіпотезу, методологічні й теоретичні засади дослідження; висвітлено наукову новизну, теоретичне і практичне значення результатів наукового пошуку, особистий внесок дисертанта, доведено вірогідність та обґрунтованість отриманих результатів, подано відомості про апробацію та впровадження результатів дослідження.

У першому розділі – “Теоретичні питання підготовки майбутніх учителів до технічного конструювання” – на підставі аналізу психолого-педагогічної літератури визначено сутність провідних дефініцій технічного конструювання, науково обґрунтовано його теоретичні засади, завдання і структуру в процесі професійної підготовки майбутнього вчителя; проведено історико-педагогічний аналіз підготовки вчителів природничо-математичних дисциплін до технічного конструювання, висвітлено особливості навчання технічного конструювання в умовах педагогічного ВНЗ, розкрито форми, методи навчання технічного конструювання; науково обґрунтовано технологію підготовки майбутніх учителів до технічного конструювання.

На основі аналізу психолого-педагогічної літератури з’ясовано різні тлумачення поняття “технічне конструювання”, яке визначається як вид професійної технічної творчості (В.Моляко), створення конструкції згідно з проектом (С.Гончаренко), процес моделювання майбутніх об’єктів (М.Нечаєв), визначення механічної структури об’єкта (Г.Філден), процес створення образу виробу (В.Качнєв) та креслень ще не існуючих виробів (І.Большанін), частина процесу створення виробу, що закінчується складанням робочих креслень (В.Колотілов).

Узагальнення визначень поняття “технічне конструювання” у психолого-педагогічній літературі, врахування специфіки конструкторської діяльності та мети і завдань дослідження дають підставу вважати технічне конструювання видом технічної творчості, спрямованої на створення технічних виробів у графічний спосіб (шляхом розробки конструкторської документації: схем, креслень тощо).

На підставі аналізу психолого-педагогічної літератури встановлено, що метою підготовки студентів до технічного конструювання є формування вчителя, позитивно спрямованого на здійснення конструкторської діяльності в межах професійної компетенції. Визначену мету конкретизують такі завдання:

1) забезпечення змістової й операційної навченості майбутніх учителів з основ технічного конструювання шляхом організації в межах освітнього середовища університету теоретичної і практичної підготовки студентів, спрямованої на формування конструкторських знань, умінь і навичок;

2) упровадження в навчальний процес різноманітних форм організації навчально-пізнавальної діяльності студентів з метою підвищення рівня теоретичних знань і практичних навичок з основ технічного конструювання;

3) формування у студентів спрямованості на технічне конструювання та накопичення педагогічного досвіду керівництва технічною самодіяльністю учнів.

З урахуванням сучасних досліджень педагогічної теорії та практики (Є.Богданов, П.Гальперін, М.Дяченко, Л.Кандибович, Н.Кузьміна, В.Сластьонін) підготовку студентів природничо-математичних спеціальностей до технічного конструювання слід розглядати як процес навчання, що забезпечує готовність майбутніх учителів до конструкторської діяльності в межах їхньої професійної компетенції. Готовність визначається як сутнісна характеристика результату підготовки майбутніх учителів, що передбачає сформованість значущих для технічного конструювання в майбутній професійній діяльності позитивно усвідомленої сукупності мотиваційно-ціннісних орієнтацій, цілей (мотиваційно-ціннісного компонента); системи знань, умінь, навичок (змістового компонента) й особистісних якостей, потенційних можливостей (професійно-особистісного компонента).

Мотиваційно-ціннісний компонент готовності відбиває потреби, інтереси, мотиви, переконання, ідеали, що забезпечують активність студентів у навчанні технічного конструювання й майбутній техніко-конструкторській діяльності. Формування мотиваційно-ціннісної спрямованості студента на конструкторську діяльність зумовлене передусім такими соціально-педагогічними чинниками, як відсутність в основної маси студентів практичного досвіду, недостатня їхня орієнтація в педагогічній діяльності, нерозвиненість установок і потреб у техніко-конструкторській діяльності; низький рівень підготовки до технічного конструювання у ВНЗ тощо. Від характеру мотивації значною мірою залежать як навчальна активність особистості, так і її успішність у здійсненні техніко-конструкторської діяльності.

Змістовий компонент готовності до технічного конструювання зумовлюється теоретичним (знання основних понять і категорій, принципів, закономірностей, основних етапів і змісту техніко-конструкторської діяльності) і практичним (сформованість техніко-конструкторських умінь і навичок) складниками.

Аналіз психолого-педагогічної літератури (І.Большанін, А.Верхола, Ю.Столяров, Я.Таленс) дозволяє встановити, що теоретична готовність до технічного конструювання передбачає знання основних умовних позначень, застосованих у схемах; правил оформлення креслень відповідно до вимог Єдиної системи конструкторської документації; конструкційних матеріалів (властивості, термічна обробка, маркування); технології виготовлення (обробки, складання); найбільш поширених деталей і механізмів, методики конструювання тощо. Серед найбільш важливих навичок і вмінь було визначено креслярські вміння (вміння за допомогою конструкторської документації передавати свої думки, читати й виконувати креслення і схеми як виготовлених, так і ще не існуючих виробів) та інженерно-аналітичні вміння (вміння подумки розчленовувати конструкцію на окремі вузли й деталі, процес – на окремі операції й рухи, визначати їх призначення, принцип роботи виробу і знаходити причини неполадок у його використанні).

Професійно-особистісний компонент готовності до технічного конструювання пов'язаний з розвитком здатності студента мобілізувати особистісні якості професійної, рефлексивної і творчої спрямованості, значущі для технічного конструювання.

Забезпечення підготовки студентів природничо-математичних спеціальностей до технічного конструювання вимагає розробки певної технології, яка передбачає поетапне, логічно вибудуване використання форм і методів навчання, що сприяють формуванню позитивних мотивів, цілей, особистісних якостей, системи техніко-конструкторських знань, умінь і навичок для застосування в майбутній професійній діяльності.

Ураховуючи сучасні дослідження педагогічної теорії та практики (В.Беспалько, В.Євдокимов, М.Кухарев, О.Пєхота, І.Прокопенко, Л.Спірін, Н.Тализіна) й беручи до уваги структуру готовності студентів природничо-математичних спеціальностей до технічного конструювання (мотиваційно-ціннісний, змістовий, професійно-особистісний компоненти), обґрунтовано, що особистісно-орієнтована технологія навчання технічного конструювання передбачає такі етапи: 1) засвоєння необхідних знань; 2) формування вмінь на репродуктивному рівні; 3) закріплення знань і вмінь; 4) самостійна практика в умовах навчального конструювання; 5) організація пошукової і творчої діяльності в умовах реального проектування. Зміст, методи і форми здійснення етапів визначаються наявним рівнем володіння технічним конструюванням.

Реалізація трьох перших етапів технології дає можливість досягати рівня репродуктивної діяльності, чотирьох – репродуктивно-пошукового, всіх (п’ятьох) – пошукового рівня діяльності студентів у галузі технічного конструювання.

На підставі аналізу досліджень педагогічної теорії та практики (Н.Андреєва, З.Батигов, І.Большанін, М.Бондаренко, В.Буринський, Т.Волкова, М.Гадецький, В.Гончаренко, Т.Демиденко, А.Іванчук, О.Коваленко, Д.Коломієць, Д.Комський, А.Матвійчук, В.Моляко, Л.Осадчук, А.Ребко, С.Сисоєва, В.Смагін, В.Стешенко, Я.Таленс, С.Цвілик) уточнено критерії та показники, визначено рівні готовності майбутнього вчителя до технічного конструювання, характеристика яких наведена в таблиці 1 (с. 12-13).

У другому розділі – “Експериментальна перевірка технології підготовки студентів до технічного конструювання” – розкрито загальні питання підготовки і проведення педагогічного експерименту, методи і хід дослідження, схарактеризовано авторський спецкурс “Основи технічного конструювання” та варіанти технології його навчання, проаналізовано результати експериментальної роботи.

Для перевірки висунутої наукової гіпотези дослідження, ефективності технології підготовки студентів до технічного конструювання педагогічний експеримент проводився в умовах природного навчального процесу в Харківському національному педагогічному університеті імені Г.С. Сковороди протягом 1998-2007 років. У експерименті взяли участь усі студенти навчальних груп третіх курсів фізико-математичного факультету загальною кількістю 296 осіб, які вивчали навчальний предмет з основ технічного конструювання (майбутні вчителі фізики з додатковою спеціальністю “математика” та “інформатика”, майбутні вчителі математики з додатковою спеціальністю “фізика”).

На формувальному етапі варіативного педагогічного експерименту впроваджувались варіанти технології підготовки до технічного конструювання. Кожен наступний варіант був удосконаленням попереднього й містив новації, що мали усувати недоліки, виявлені під час навчання за попереднім варіантом технології. Наявність сутнісних відмінностей у варіантах технології підготовки до технічного конструювання дала підстави для організації на їх базі варіативного педагогічного експерименту з розведеним у часі дослідженням їх ефективності.

Спочатку з метою усунення недоліків наявної практики підготовки студентів природничо-математичних спеціальностей щодо технічного конструювання в 1998/99 навчальному році на фізико-математичному факультеті було впроваджено спецкурс “Основи технічного конструювання”, за першим варіантом програми якого реалізувалося навчання студентів експериментальної групи Е₁ (57 осіб), до якої входили три навчальні групи студентів фізико-математичного факультету зі спеціальностей “фізика-математика” (ФМ), “фізика-інформатика” (ФІ), “математика-фізика” (МФ). Технологія навчання містила такий алгоритм: 1) засвоєння необхідних знань;
2) формування вмінь на репродуктивному рівні; 3) закріплення знань і вмінь.

Цей варіант технології, який отримав умовну назву “традиційна технологія”, передбачав визначення змісту роботи зі студентами: формування стійкого інтересу до технічного конструювання; ліквідація прогалин у знаннях, уміннях і навичках із креслення; засвоєння спеціальних техніко-конструкторських знань, формування техніко-конструкторських умінь і навичок; набуття первинного досвіду конструкторської діяльності; розвиток професійно необхідних особистісних якостей; урахування типових утруднень у навчанні.

“Традиційна технологія” навчання технічного конструювання була доповнена елементами контекстного навчання (фронтальною розробкою навчально-конструкторського проекту в контексті діяльності конструктора). Такий варіант технології реалізувався протягом 1999-2002 років у групі Е₂ (140 осіб), до якої входили дев’ять навчальних груп студентів фізико-математичного факультету зі спеціальностей ФМ, ФІ, МФ. “Традиційна технологія з елементами контекстного навчання” мала на меті орієнтацію навчання на способи діяльності, оскільки недоліком попередньої технології була надмірна увага до спеціальних знань, які були не повною мірою використані на лабораторно-практичних заняттях.

Було змінено структуру лабораторно-практичних занять навчального предмета з основ технічного конструювання – половину з них виділено для розробки навчально-конструкторського проекту в контексті діяльності конструктора. Об’єкт конструювання пропонувався викладачем як один варіант конструкції для всієї навчальної групи. Конструювання за задумом здійснювалось колективно в аудиторії, проте креслення оформлялись індивідуально вдома. Навчальний матеріал, що викладався на лекціях, теж зазнав змін, оскільки до них частково були перенесені теоретичні відомості з лабораторно-практичних занять.

“Традиційна технологія з елементами контекстного навчання” містила додатковий етап підготовки – самостійна практика в умовах навчального конструювання. Це дозволило підняти рівень діяльності студентів з репродуктивного до репродуктивно-пошукового.

У групі Е₃ (72 особи), до якої входили шість навчальних груп студентів, протягом 2002-2004 рр. здійснювалося рівнево-диференційоване навчання з груповою розробкою навчально-конструкторського проекту в контексті діяльності конструктора, що отримало умовну назву “Диференційована технологія з елементами контекстного навчання”. Вона передбачала внутрішньогрупову диференціацію навчання за певними рівнями, а тому розроблено три типи різнорівневих навчальних програм: А, В, С.

Програма А була визначена як програма навчання мінімально необхідних для технічного конструювання знань, умінь і навичок. Вона не містила навчально-конструкторського проекту. Програму А мусив був засвоїти кожен студент, навіть той, хто не вивчав у школі креслення.

До програми В вводили додаткові відомості, що поглиблювали навчальний матеріал програми А. Програму В рекомендували студентам, які мали високу пропедевтичну графічну підготовку і виявляли інтерес до техніко-конструкторської діяльності. Навчання за програмою В не було завершальним, а передбачало перехід до програми С одночасно з тією частиною групи, що засвоювала програму А. Програма С передбачала розробку диференційованого навчально-конструкторського проекту. Специфіка організації роботи над ним полягала в тому, що студенти, які навчалися за програмою В, мали можливість індивідуально чи у складі навчальної мікрогрупи розробляти проекти за обраною тематикою або підготувати проект свого варіанта конструкції виробу, який решта студентів по закінченні програми А розробляла колективно.

Протягом 2004-2007 рр. у групі Е₄ (27 осіб), яку складали три навчальні групи студентів, підготовка до технічного конструювання здійснювалася за “збагаченою технологією”, що реалізувала профільно-диференційоване навчання з груповою розробкою навчально-конструкторського проекту, збагачене додатковою організацією творчої діяльності в позанавчальний час.

За “збагаченою технологією” навчання технічного конструювання студенти мали можливість обирати для розробки тематику навчально-конструкторського проекту з привабливої для них галузі техніки, з якої вони мали поглиблені знання (побутовий досвід, самоосвіта, заняття в гуртках). Такий варіант технології поєднував профільну диференціацію навчання, яка здійснювалася за вибором студента в межах навчального процесу, з поглибленням навчання за обраним профілем у позанавчальний час та подальшою творчою техніко-конструкторською діяльністю, чому сприяла організація пошукової і творчої діяльності в умовах реального проектування.

У межах навчального процесу “збагачена технологія” реалізовувалася як обов’язкове навчання студентів спочатку за програмою А (“програма-мінімум”), потім, окрім “групи вирівнювання”, – за програмою В, яка передбачала поглиблення навчання технічного конструювання за обраним профілем (механіка, електротехніка, радіотехніка) шляхом розробки відповідного навчально-конструкторського проекту. За межами навчального процесу продовжувалася підготовка в умовах технічного гуртка, науково-технічного товариства, студентського конструкторського бюро.

У цілому в ході проведеної варіативної експериментально-дослідницької роботи доведено, що розроблена технологія підготовки студентів природничо-математичних спеціальностей до технічного конструювання, яка реалізувалася у варіантах “традиційна технологія”, “традиційна технологія з елементами контекстного навчання”, “диференційована технологія з елементами контекстного навчання”, “збагачена технологія”, суттєво вплинула на результати підготовки студентів до технічного конструювання, що відбито в таблиці 1.