Формирование профессиональных инженерно-графических компетенций студентов в процессе их обучения компьютерной графике (на примере специальностей машиностроительного профиля)

На правах рукописи

Пузанкова Александра Борисовна

ФОРМИРОВАНИЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНЫХ ИНЖЕНЕРНО-ГРАФИЧЕСКИХ КОМПЕТЕНЦИЙ СТУДЕНТОВ В ПРОЦЕССЕ ИХ ОБУЧЕНИЯ КОМПЬЮТЕРНОЙ ГРАФИКЕ

(на примере специальностей машиностроительного профиля)

Специальность 13.00.08.

«Теория и методика профессионального образования»

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата

педагогических наук

Самара - 2012

Работа выполнена в ФГБОУ ВПО «Самарский государственный технический университет»

Научный руководитель - доктор технических наук, профессор, Михелькевич Валентин Николаевич

Официальные оппоненты:

Кордонская Ирина Борисовна, доктор педагогических наук, доцент, ФГОБУ ВПО Поволжский государственный университет телекоммуникаций и информатики/ кафедра «Экономические и информационные системы», профессор

Варенцова Татьяна Анатольевна, кандидат педагогических наук, доцент, ФГБОУ ВПО Тольяттинский государственный университет/ кафедра «Дизайн и инженерная графика», доцент

Ведущая организация - ФГБОУ ВПО «Пензенский государственный университет»

Защита состоится 26 сентября 2012 года в 16-00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.216.02 по присуждению ученой степени кандидата педагогических наук по специальности 13.00.08 – теория и методика профессионального образования при ФГБОУ ВПО «Поволжская государственная социально-гуманитарная академия», 443099, г. Самара, ул. М. Горького, 65/67.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Поволжская государственная социально-гуманитарная академия».

Автореферат разослан 25 августа 2012 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета Левина Светлана Викторовна

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ИССЛЕДОВАНИЯ

Актуальность исследования. Одним из приоритетов развития системы высшего образования является повышение качества подготовки дипломированных специалистов. От современного высшего учебного заведения требуется внедрение новых подходов к обучению, обеспечивающих, наряду с его фундаментальностью и соблюдением требований Государственных образовательных стандартов, развитие личности, реализацию образовательных потребностей обучающегося на основе потенциальной многовариантности содержания и организации образовательного процесса средствами современных компьютерных технологий. Определилась тенденция движения от понятий квалификации к понятию компетенции, как более адекватному новым условиям результату высшего профессионального образования.

Вместе с тем, не в полной мере пока решены проблемы формирования профессиональных компетенций, измерения и оценки уровня сформированности этих многокомпонентных характеристик.

Тенденции развития высшего технического образования отражают тенденции развития науки и общества в целом, одной из которых является компьютеризация. С более широким использованием информационных методов в научно-теоретической и предметно-практической деятельности специалисты связывают дальнейший прогресс в области инженерно-графических исследований. Следовательно, умение применять средства предоставляемые системами автоматизированного проектирования, в плане создания визуальных пространственных моделей графических объектов – одна из задач профессиональной подготовки будущего инженера. Соответственно, при инженерно-графической подготовке специалистов машиностроительного профиля необходима ориентированность на формирование профессиональных инженерно-графических компетенций через использование методологии компьютерного моделирования, возможностей ассоциативного черчения, применение информационных технологий при проектировании конструкторской документации для решения профессиональных инженерно-графических задач.

Технологическая модернизация высшего образования предполагает существенное изменение содержания и методики образовательного процесса. Проблема совершенствования технологий преподавания инженерно-графических дисциплин с использованием компьютерных средств в техническом вузе является актуальной в контексте компетентностного подхода. Подготовке профессионально компетентного специалиста, обладающего совокупностью профессиональных инженерно-графических компетенций (ПИГК) в рамках избранной профессии, призвано способствовать, связанное с процессом компьютеризации, появление широких возможностей применения в обучении новых информационно-коммуникационных технологий. При этом одним из наиболее актуальных вопросов является разработка методологических основ теории и практики применения информационных образовательных ресурсов как фактора эффективного формирования профессиональных компетенций.

Анализ состояния проблемы формирования профессиональных инженерно-графических компетенций у студентов технического университета в процессе их обучения блоку инженерно-графических дисциплин позволил выявить ряд противоречий:

• между декларируемым Государственными образовательными стандартами ВПО компетентностным подходом к профессиональной подготовке студентов машиностроительных специальностей и недостаточной разработанностью теоретико-методологических основ организации компетентностно-ориентированного обучения;
• между потребностью высшей технической школы соответствовать запросам современного автоматизированного машиностроительного производства и отсутствием научно-обоснованной методологии формирования профессиональных инженерно-графических компетенций в процессе их обучения компьютерной графике;
• между объективной необходимостью технологизации процесса формирования у студентов машиностроительных специальностей профессиональных инженерно-графических компетенций и отсутствием разработанных дидактических средств и учебно-методических комплексов, обеспечивающих процесс технологизации.

Вышеуказанные противоречия определили проблему исследования: какие теоретические основы и методологические подходы следует использовать для проектирования и реализации технологии формирования профессиональных инженерно-графических компетенций студентов в процессе их обучения компьютерной графике.

Недостаточная разработанность данной проблемы в педагогической практике, актуальность и социальная значимость послужили основанием для определения темы исследования: «Формирование профессиональных инженерно-графических компетенций студентов в процессе их обучения компьютерной графике».

Цель исследования: теоретико-методологическое обоснование и практическая апробация педагогической системы формирования профессиональных инженерно-графических компетенций студентов в процессе их обучения компьютерной графике.

Объектом исследования является педагогическая система профессиональной инженерно-графической подготовки студентов технических вузов.

Предметом исследования является процесс формирования профессиональных инженерно-графических компетенций студентов в курсе компьютерной графики.

Гипотеза исследования – формирование профессиональных инженерно-графических компетенций студентов в процессе их обучения компьютерной графике будет более эффективным, если:

• выявлена совокупность профессиональных инженерно-графических компетенций формируемых у студентов в курсе компьютерной графики;
• разработана теоретическая модель педагогической системы формирования профессиональных инженерно-графических компетенций студентов;
• теоретически обоснована и интегрирована в учебный процесс педагогическая технология формирования ПИГК;
• создан электронный учебно-методический комплекс дидактических средств, обеспечивающих информационно-дидактическую базу формирования ПИГК и диагностическую систему для определения уровней сформированность ПИГК.

Исходя из указанной цели исследования, его основными задачами являются:

1. выявить совокупность профессиональных инженерно-графических компетенций, формируемых у студентов в процессе их обучения компьютерной графике;
2. разработать теоретическую модель педагогической системы формирования у студентов профессиональных инженерно-графических компетенций в процессе их обучения компьютерной графике;
3. разработать и реализовать педагогическую технологию формирования у студентов ПИГК в процессе их обучения компьютерной графике;
4. разработать и внедрить в учебный процесс электронный учебно-методический комплекс для реализации педагогической технологии формирования ПИГК и выявлению уровней сформированности ПИГК у студентов в результате их обучения компьютерной графике.

Методологической основой исследования являются:

- теория компетентностного подхода в высшем образовании (А.А. Андреев, Н.П. Аникеева, С.И. Архангельский, Ю.К. Бабанский, С.Я. Батышев, В.Ф. Башарин, В.И. Байденко, В.П. Беспалько, В.Н, Боголюбов, А.А. Вербицкий, Л.С. Выготский, Б.С. Гершунский, В.В. Давыдов, О.В. Довженко, И.К. Журавлев, И.А. Зимняя, И.И. Ильясов, Ю Колер, В.С. Леднев, И.Я. Лернер, С.И. Макаров, А.Н. Матюшин, М.И. Махмутов, В.М. Монахов, Н.А. Селезнева, Н.Ф. Талызина, Ю.Г. Татур, и др).

- теория контекстного (А.А. Вербицкий), системного (В.Г. Афанасьев, Ф.Ф. Королев, Н.В. Кузьмина, Ю.А. Кустов, К.К. Платонов, А.И. Субетто, В.Д. Шадриков, Г.П. Щедровицкий, Ю.И. Тарский, В. Хубка, У. Эшби, В.А. Якунин), личностно-ориентированного (Л.Г. Вяткин, Г.И. Железовская, Г.П. Корнев, В.В. Сериков, В.С. Сухомлинский, И.С. Якиманская) деятельностного (Л.С. Выготский, А.Н. Леонтьев, В.С. Мерлин, С.Л. Рубинштейн), развивающего (Л.В. Занков, Д.Б. Эльконин, В.В. Давыдов) и гуманистического (Н.А. Бердяев, А. Маслоу, К. Роджерс) подходов к организации процесса обучения;

- положения, раскрывающие общие вопросы методологии педагогической науки, педагогического науковедения и понятийного аппарата педагогики (А.Г. Бусыгин, А.Л. Бусыгина, Б.С. Гершунский, В.В. Краевский, Ю.А. Кустов, А.Я. Найн, Н.Д. Никандров, Е.В. Ткаченко и др.);

- концепция информатизации образования (В.П. Беспалько, Г.А. Бордовский, Б.С. Гершунский, А.П. Ершов, С.А. Жданов, В.А. Извозчиков, А.А. Кузнецов, М.П. Лапчик, С.И. Макаров, А.Е. Марон, Е.С. Полат, И.В. Роберт, В.В. Рубцов, А.Я. Савельев, Э.Г. Скибицкий, А.В. Хуторской, В.Д. Чернилевский и др.)

- теория и методика инженерно-графической подготовки студентов технических вузов (В. И. Якунин, А.М. Асташов, С.К. Боголюбов, С.Н. Балягин, Н.Н. Голованов, И.Б. Кордонская, Г.А. Красильникова, К.С. Михалкин, И.П. Норенков, Н.В. Носов, А. Потемкин И.А. Ройтман, Н.Ю. Рубина, В.В. Самсонов, С.М. Тарелкин, А.А.Черепашков, Х. Хамфрис, С.К. Хабаров, А.Л. Хейфец, Л.А. Мартынова, Г.М. Шипова, В.Г. Хрящев, М.Ю. Филимонова, Л.В. Павлова, А.В. Петухова, П.А. Острожков, Н.Б. Литвинова, Е.Б. Ерцкина и др.)

Методы исследования: 1) метод теоретического анализа: изучение и анализ философской, психолого-педагогической, методической литературы, периодических изданий по исследуемой проблеме; изучение и обобщение педагогического опыта реализации инженерно-графической подготовки студентов технических вузов; 2) эмпирические методы: анкетирование, метод экспертных оценок, тестирование; 3) математические методы обработки данных, полученных в ходе исследования.

Опытно-экспериментальной базой исследования явилось ФГБОУ ВПО «Самарский государственный технический университет».

Этапы исследования. Исследование осуществлялось с 2005 по 2012 гг. в несколько этапов.

I этап (2005-2006гг.). Изучение состояния проблемы в теории и на практике, анализ тематически близких исследований, опыта преподавания инженерно-графических дисциплин в технических вузах. Выполнен анализ содержания профессиональной инженерно-графической подготовки студентов, различных методик и результатов её проведения, что послужило основой для определения темы исследования, его предмета и цели, для определения гипотезы, задач, методологии и методов исследования.

II этап (2006-2009гг.). Проведено изучение дидактических возможностей современных компьютерных технологий при преподавании инженерно-графических дисциплин. Сформулирована совокупность профессиональных инженерно-графических компетенций студентов формируемых в курсе компьютерной графики. Разработана модель педагогической системы формирования профессиональных инженерно-графических компетенций.

III этап (2009-2012гг.). Спроектирована педагогическая технология, направленная на формирование профессиональных инженерно-графических компетенций. Проведен формирующий эксперимент с последующим анализом эффективности педагогической технологии формирования профессиональных инженерно-графических компетенций студентов в процессе их обучения компьютерной графике. Уточнение выводов и оформление рукописи диссертации.

Научная новизна исследования определяется тем, что в нем:

1. Обоснована совокупность профессиональных инженерно-графических компетенций формируемых у студентов в процессе их обучения компьютерной графике, рассматриваемая как сложный феномен в составе когнитивного, деятельностного и ценностного компонентов и выражающаяся в способности/готовности к профессиональной инженерно-графической деятельности, направленной на комплексное решение проектно-конструкторских заданий, состоящих из нескольких взаимосвязанных задач, соответствующих основным функциональным возможностям систем автоматизированного проектирования.
2. Разработана теоретическая модель педагогической системы формирования профессиональных инженерно-графических компетенций, содержащая в своей структуре комплекс логически взаимосвязанных функциональных компонентов [мотивационно-целевого, содержательного, дидактического, организационно-процессуального, экспертно-оценочного и рефлексивно-результативного], обеспечивающих системную целостность процесса формирования профессиональных инженерно-графических компетенций.
3. Спроектирована и апробирована педагогическая технология формирования профессиональных инженерно-графических компетенций у студентов в процессе их обучения компьютерной графике, представляющая собой интегративную совокупность информационно-развивающих, деятельностных, личностно-ориентированных методов обучения, направленных на формирование ПИГК, в составе следующих компонентов: когнитивного, деятельностного, ценностного.
4. Определены структурные компоненты электронного учебно-методического комплекса (ЭУМК) как информационно-дидактического средства обучения, обеспечивающего все виды учебной деятельности и позволяющего осуществить компетентностный подход к процессу целенаправленного формирования профессиональных инженерно-графических компетенций студентов в курсе компьютерной графики.

Теоретическая значимость исследования выражается в том, что его результаты дополняют и уточняют понятийно-терминологический аппарат методики профессиональной инженерно-графической подготовки студентов технических вузов; выявленная содержательная часть профессиональных инженерно-графических компетенций, формируемых у студентов в курсе компьютерной графики и обоснованная их совокупность, расширяют теоретико-методологические основы компетентностно-ориентированной профессиональной подготовки в сфере автоматизированных производств машиностроительного кластера.

Практическая значимость исследования состоит в том, что его результаты способствуют совершенствованию процесса профессиональной инженерно-графической подготовки студентов технических вузов; разработанная автором педагогическая технология формирования профессиональных инженерно-графических компетенций в курсе компьютерной графики и обеспечивающий её электронный учебно-методический комплекс могут применяться в других образовательных учреждениях данного типа.

Положения, выносимые на защиту:

1. Совокупность профессиональных инженерно-графических компетенций формируемых у студентов в процессе их обучения компьютерной графике, обусловленная запросом общества и личностными потребностями будущих специалистов, адекватно отражающая предметное содержание и область применения сформированных компетенций в профессиональной инженерно-графической деятельности, направленной на комплексное решение проектно-конструкторских заданий, состоящих из нескольких взаимосвязанных задач, соответствующих основным функциональным возможностям систем автоматизированного проектирования: способность/готовность осуществлять компьютерное моделирование и вариативную модернизацию машиностроительных деталей; виртуально моделировать сборочные узлы машиностроительных изделий; разрабатывать ассоциативные чертежи моделей; создавать и использовать электронную версию конструкторской документации к моделям сборочных узлов.
2. Теоретическая модель педагогической системы формирования профессиональных инженерно-графических компетенций современного специалиста машиностроительного профиля [модель, содержащая в своей структуре комплекс логически и системно взаимосвязанных функциональных компонентов: мотивационно-целевой компонент, определяемый как социальный заказ на подготовку специалиста машиностроительного профиля со сформированными профессиональными инженерно-графическими компетенциями; содержательный компонент, отражающий совокупность профессиональных инженерно-графических компетенций в составе ценностного, когнитивного и деятельностного компонентов; дидактический компонент модели, представленный в виде комплекса дидактических средств направленных на формирование ПИГК; организационно-процессуальный компонент, содержащий совокупность образовательно-профессиональных технологий; экспертно-оценочный компонент, включающий инструментарий по оцениванию уровня сформированности профессиональных инженерно-графических компетенций у студентов машиностроительных специальностей; рефлексивно-результативный компонент, предусматривающий проведение контрольных процедур, анализ результатов контроля, выявление отклонений от цели и причин их возникновения, проведение самокоррекции субъектов обучения и коррекции элементов технологии, обеспечивающих достижение конечной цели обучения – подготовка специалиста, обладающего сформированными профессиональными инженерно - графическими компетенциями];
3. Педагогическая технология формирования у студентов профессиональных инженерно-графических компетенций в курсе компьютерной графики, представляющая собой интегративную совокупность информационно-развивающих, деятельностных, личностно-ориентированных методов обучения, реализуемых в учебных модулях направленных на формирование выявленных ПИГК, с использованием современных компьютерных средств: [мультимедиа, тренинг, презентации, интернет, профессиональные и учебные системы автоматизированного проектирования];
4. Электронный учебно-методический комплекс курса компьютерной графики, в составе ориентировочного, справочно-информационного, содержательного, инструментально-операционального, научного и контрольного компонентов, обеспечивающих информационно-дидактическую базу формирования профессиональных инженерно-графических компетенций и диагностический инструментарий оценивания уровней сформированности ПИГК и их компонентных составляющих: когнитивной, деятельностной, ценностной [предметные тесты, контрольно-аттестационные работы, экспертное исследование творческих профессионально-направленных разработок].

Достоверность полученных результатов достигается обоснованностью методологии исследования, её соответствием поставленной проблеме; применением совокупности методов, адекватных объекту, предмету, целям и задачам исследования; теоретическим и экспериментальным подтверждением заявленной гипотезы; продолжительным и законченным характером исследования, положительные результаты которого подтверждены опытным путем.

Апробация и внедрение результатов исследования осуществлялись в процессе обучения студентов машиностроительных специальностей компьютерной графике в Самарском государственном техническом университете г. Самары. Результаты исследования внедрены в учебный процесс вуза. Основные положения диссертационной работы докладывались на V международной научно-практической конференции «Педагогический процесс как культурная деятельность» (Самара, 2005); Всероссийской научно-технической конференции «Научно-техническое творчество: проблемы и перспективы» (Сызрань 2006); Всероссийской научно-методической конференции «Естественнонаучное образование в вузе: проблемы и перспективы» (Самара, 2006); VI международной научно-практической конференции «Педагогический процесс как культурная деятельность» (Самара, 2008); II Всероссийской научно-практической конференции с международным участием.- «Информационные технологии и технический дизайн в профессиональном образовании и промышленности» (Новосибирск, 2010); Международной научно-технической конференции «Современные компьютерные технологии фирмы DELCAM в науке, образовании и производстве» (Самара, 2011); Международной научно-методической конференции «Информатизация инженерного образования» (Москва, 2012).

Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, двух глав, заключения, библиографического списка из 152 наименований, содержит 5 приложений, 11 рисунков, 9 таблиц. Общий объем работы составляет 190 страниц.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность исследования, определены цель, объект, предмет, сформулирована гипотеза, задачи исследования, отражена научная новизна, теоретическая и практическая значимость.

В первой главе «Теоретико-методологические основы проектирования и реализации педагогической системы формирования профессиональных инженерно-графических компетенций» анализируется инженерно-графическая подготовка современных специалистов автоматизированных машиностроительных производств, обосновывается необходимость использования компетентностного подхода в профессиональном образовании инженеров, сформулирована совокупность профессиональных инженерно-графических компетенций студентов машиностроительных специальностей формируемых в курсе компьютерной графики, разработана теоретическая модель педагогической системы формирования профессиональных инженерно-графических компетенций студентов реализуемая в процессе их обучения компьютерной графике.

В соответствии с приоритетными целями высшего технического образования, особую актуальность приобретает проблема подготовки выпускников, владеющих достаточно высоким уровнем профессиональных инженерно-графических компетенций, формируемых в процессе обучения студентов компьютерной графике. В условиях глобальной информатизации производства, повышения наукоёмкости технологий, широких возможностей использования компьютерных технологий в инженерно-конструкторской деятельности названная проблема приобретает особую остроту.

Выявление профессиональных инженерно-графических компетенций студентов, формируемых в курсе компьютерной графики, и обоснование их совокупности было проведено на основе анализа научных трудов в области методологии высшего технического образования, учебных планов и рабочих программ блока инженерно-графических дисциплин, Государственных образовательных стандартов по машиностроительным специальностям, а также экспертных оценок специалистов машиностроительного производства. Совокупность профессиональных инженерно-графических компетенций, формируемых в курсе компьютерной графики, представлена следующими дефинициями:

1. Студент способен/готов осуществлять компьютерное моделирование и вариативную модернизацию машиностроительных деталей.
2. Студент способен/готов виртуально моделировать сборочные узлы машиностроительных изделий.
3. Студент способен/готов разрабатывать ассоциативные чертежи моделей деталей.
4. Студент способен/готов создавать и использовать электронную версию конструкторской документации к моделям сборочных узлов.

На основе существующих моделей компетентностной подготовки специалистов, социального заказа общества на подготовку специалистов в области автоматизированного машиностроения, а также разработанной нами совокупности профессиональных инженерно-графических компетенций, формируемых у студентов в процессе их обучения компьютерной графике, была спроектирована теоретическая модель педагогической системы формирования профессиональных инженерно-графических компетенций (рис. 1).

Первым структурным элементом модели выступает социальный заказ на подготовку специалиста машиностроительного профиля со сформированными профессиональными инженерно-графическими компетенциями (ПИГК).

Вторым структурным элементом модели, является содержание ПИГК в составе трех компонентов: когнитивного (КК), деятельностного (ДК) и ценностного (ЦК). Опираясь на понимание компетентности, как условия выполнения определенного вида деятельности дается характеристика её компонентных составляющих:

• когнитивный компонент ПИГК – применение формируемых профессиональных инженерно-графических знаний;
• деятельностный компонент ПИГК – владение основными инструментальными средствами, используемыми в процессе профессионально направленной инженерно-графической деятельности;
• ценностный компонент ПИГК – установка на развитие личностных качеств в ходе разрешения проблемных профессионально ориентированных ситуаций.

Рис. 1. Теоретическая модель педагогической системы формирования профессиональных инженерно-графических компетенций

Информационно-дидактическая база формирования профессиональных инженерно-графических компетенций представлена в модели следующими компонентами:

• ориентировочный;
• справочно-информационный;
• содержательный;
• инструментально-операциональный;
• научный;
• контрольный.

Эффективное и устойчивое формирования ПИГК предполагается осуществлять за счет применения компетентностно-ориентированной педагогической технологии, представляющей собой интегративную совокупность информационно-развивающих, деятельностных, личностно-ориентированных методов обучения.

Наличие в модели критериев и диагностического инструментария позволяет проводить мониторинг успешности освоения студентами учебной дисциплины и контролировать уровень сформированности ПИГК. Если в процессе проведения процедуры контроля выявляется несоответствие между фактическим результатом и заданным уровнем сформированности тех или иных компонентов ПИГК, то производится индивидуальная самокоррекция процесса учения, а в отдельных случаях – селективная коррекция содержания и технологии компетентностного обучения.

Разработка новых подходов к формированию профессиональных инженерно-графических компетенций основывается на соблюдении дидактических принципов – системы важнейших требований к организации и реализации учебного процесса, обеспечивающих эффективное и качественное его развитие. За основные принципы организации процесса формирования ПИГК нами были приняты следующие: ориентирование на развитие личности обучаемого посредством разработки и применения многоуровневых заданий, направленных на формирование профессиональных инженерно-графических компетенций; диверсификация и оптимальное сочетание форм, средств и методов организации учебного процесса в соответствии с целями, задачами и условиями образовательного процесса; соответствие уровня профессиональной инженерно-графической подготовки выпускника современным и прогнозируемым потребностям и тенденциям развития производства.

Во второй главе «Практическая реализация педагогической технологии формирования профессиональных инженерно-графических компетенций студентов и педагогический эксперимент по оценке эффективности ее применения» определены содержание и структура информационных образовательных ресурсов, применяемых в курсе компьютерной графики для формирования у студентов профессиональных инженерно-графических компетенций, представлена методика выбора наиболее эффективных педагогических технологий, направленных на формирование профессиональных инженерно-графических компетенций в учебном процессе, изложены результаты экспериментальной работы.

В разработанном нами учебно-методическом комплексе (рис. 2), являющимся дидактической базой формирования ПИГК в курсе компьютерной графики, сделан акцент на применение информационных технологий и компьютерных средств обучения в образовательном процессе. Особое внимание уделено разработке и внедрению мультимедийных технологий, а также построению оптимальной структуры учебной информации, её коммуникационных составляющих.

Рис. 2. Электронный учебно-методический комплекс курса компьютерной графики

Компоненты электронного учебно-методического комплекса, разработанного в курсе компьютерной графики, представляют собой следующее:

• ориентировочный компонент, в состав которого входят учебный план, рабочая программа учебного курса по данной дисциплине, мультимедиа-презентация курса;
• справочно-информационный компонент, в котором содержится справочная информация: справочная система, библиотеки САПР, интернет;
• содержательный компонент, в который входят следующие информационные ресурсы: мультимедийные демонстрационные примеры; электронный конспект лекций, выполненный в форме презентаций; практикум тренинговых упражнений, содержащий примеры с решениями и задания для самостоятельного выполнения; лабораторный практикум по решению инженерно-графических задач с постановкой компьютерных экспериментов;
• инструментально-операциональный компонент включает в себя различные компьютерные программы, являющиеся инструментом для решения инженерно-графических задач средствами САПР, моделирования виртуальных объектов, обеспечивающих возможность организации презентаций, а также создания учебных и демонстрационных мультимедийных фильмов.
• научный компонент – электронный учебник, содержащий учебный материал в гипертекстовой форме с изложением теории, необходимой для выполнения учебных заданий, рефераты, презентации докладов студенческих научных конференций, задачи студенческих олимпиад (возможно, с решениями) и т.д.
• контрольный компонент, предоставляющий возможность организации контроля и самоконтроля усвоения знаний, содержит тестовые задания различных видов как по отдельным темам, разделам учебного курса, так и по всему курсу, находящиеся в свободном доступе и с ограничением доступа; в качестве дополнительной информации здесь могут быть размещены тематика творческих и конкурсных заданий.

Педагогическая технология формирования профессиональных инженерно-графических компетенций у студентов машиностроительных специальностей представляет собой упорядоченное множество операций и действий (рис. 3), обеспечивающих с должным качеством усвоение знаний, приобретение профессионально-значимых умений и личностных качеств.

Рис. 3. Схема технологического процесса формирования профессиональных инженерно-графических компетенций

На первоначальном этапе обучения происходит структурирование учебного материала в соответствии в формируемыми ПИГК, затем знакомство студентов с существующими способами профессиональной деятельности в среде САПР, далее осуществление собственных проектов, контрольных и тестовых заданий, рефлексия и выход на новый уровень компетентностного развития. Информационно-развивающая составляющая технологии обеспечивается за счет проблемной постановки лекций, использования мультимедийных демонстрационно-обучающих фильмов; деятельностная составляющая реализуется в ходе интерактивной поисково-исследовательской деятельности студентов; личностно-ориентированная – при выполнении творческих проектов, в деловых играх.

В разработанной технологии каждый этап является подготовительным для реализации следующего, более сложного по форме, содержанию и методике проведения.

На базе сформулированной совокупности профессиональных инженерно-графических компетенций, была разработана модульная структура курса компьютерной графики (табл. 1).

Табл. 1. Модульная структура курса «Компьютерная графика»

Опытно-экспериментальная работа по проверке эффективности педагогической технологии формирования профессиональных инженерно-графических компетенций у студентов в курсе компьютерной графики проводилась на базе Самарского государственного технического университета г. Самара с 2009 по 2012 год.

В педагогическом эксперименте принимали участие группы студентов, обучающиеся по специальностям машиностроительного профиля и имеющие, согласно данным констатирующего эксперимента, приблизительно одинаковый начальный уровень сформированности профессиональных инженерно-графических компетенций. Обучение студентов компьютерной графике в экспериментальных группах (выборка в составе 192 человек) осуществлялось по разработанной автором технологии, в контрольных группах (выборка в составе 178 человек) – традиционными методами.

Для выявления уровней сформированности компонентных составляющих ПИГК был использован комплекс заданий, в него вошли многоуровневые тестовые вопросы, контрольные и творческие задания по каждому модулю формируемых профессиональных инженерно-графических компетенций. В процессе аттестации оценивалось не только предметное содержание формируемых профессиональных инженерно-графических компетенций, но также их компонентный состав и уровень сформированности, характеристики которых представлены в таблице 2.

Табл. 2. Критерии оценки уровней сформированности ПИГК

По результатам оценивания выполненных многоуровневых заданий определялся низкий, средний или высокий уровень сформированности компонентов ПИГК у студентов контрольных и экспериментальных групп. Интегральная оценка сформированности профессиональных инженерно-графических компетенций рассчитывалась на основе суммарных оценок уровня освоения выделенных нами компонентов профессиональных инженерно-графических компетенций, с учетом весовых коэффициентов:

ИО = К +Д+Ц,

где К, Д, Ц - средний балл сформированности когнитивного, деятельностного и ценностного компонентов формируемых ПИГК,

,, – весовые коэффициенты значимости оценки уровня сформированности соответствующих компонентов ПИГК, рассчитанные методом экспертных оценок, численно равные =0,25, =0,35, =0,4.

Проверяя гипотезу, мы устанавливали корреляцию между фактором применения разработанной технологии в процессе преподавания курса компьютерной графики студентам машиностроительных специальностей и повышением уровня сформированности их профессиональных инженерно-графических компетенций.

На сравнительной диаграмме (рис. 4) наглядно представлено преимущественное возрастание (от 44 до 51%) интегральной оценки сформированности ПИГК в экспериментальной группе по сравнению с контрольной.

а) б) в)

Рис. 4. Сравнительные диаграммы интегральной оценки уровня сформированности ПИГК у студентов за: а) 2009/10 г.; б) 2010/11 г.; в) 2011/12 г.

В наших расчетах (табл.3), используя многофункциональный статистический критерий Фишера *, мы сравнивали процент испытуемых в экспериментальной выборке, которые достигают среднего и высокого уровня сформированности ПИГК, с процентом испытуемых, достигших этого уровня в контрольной выборке. По результатам формирующего эксперимента видно что *эмп. стабильно (на протяжении трех лет) превышает критическое значение коэффициента значимости *кр.= 2,31.

Табл. 3. Экспериментальные данные для расчета критерия *

На основании полученных данных можно говорить о том, что внедрение в учебный процесс разработанной педагогической системы позволяет значительно повысить уровень сформированности профессиональных инженерно-графических компетенций студентов в процессе их обучения компьютерной графике, что подтверждает выдвинутую гипотезу исследования.

В заключении изложены основные выводы, сделанные по результатам исследования:

1. Формируемая у студентов в курсе компьютерной графике совокупность, обоснованных в нашем исследовании, профессиональных инженерно-графических компетенций обеспечивает готовность студентов к компетентной профессиональной инженерно-графической деятельности в области автоматизированного машиностроения, выявленные компонентные составляющие ПИГК позволяют определять диагностические цели, проектировать соответствующее им содержание образования и разрабатывать адекватные методы оценки результатов.
2. Разработанная теоретическая модель педагогической системы формирования профессиональных инженерно-графических компетенций, в составе мотивационно-целевого, содержательного, дидактического, организационно-процессуального, экспертно-оценочного и рефлексивно-результативного, обеспечивает системную целостность процесса формирования профессиональных инженерно-графических компетенций студентов при обучении их компьютерной графике.
3. Спроектированная и апробированная педагогическая технология формирования профессиональных инженерно-графических компетенций студентов в процессе их обучения компьютерной графике, представляющая собой интегративную совокупность информационно-развивающих, деятельностных, личностно-ориентированных методов обучения, реализуемых в учебных модулях направленных на формирование выявленных ПИГК, с использованием современных компьютерных средств, обеспечивает высокий уровень сформированности профессиональных инженерно-графических компетенций и повышает качество профессиональной инженерно-графической подготовки будущих специалистов в области автоматизированного машиностроения.
4. Созданный электронный учебно-методический комплекс курса компьютерной графики, в составе ориентировочного, справочно-информационного, содержательного, инструментально-операционального, научного и контрольного компонентов, обеспечивающих информационно-дидактическую базу формирования профессиональных инженерно-графических компетенций и диагностический инструментарий оценивания уровней сформированности ПИГК, позволяет осуществить компетентностный подход к процессу целенаправленного формирования профессиональных инженерно-графических компетенций студентов в процессе их обучения компьютерной графике.

Проведенное исследование не исчерпывает все возможности научной разработки процесса формирования профессиональных инженерно-графических компетенций студентов в процессии их обучения компьютерной графике. К числу проблем нуждающихся в дальнейшем рассмотрении, следует отнести теоретическое обоснование и практическую разработку мультимедийных учебно-методических пособий и электронных комплектов диагностического инструментария по инженерно-графическим дисциплинам для возможности их использования в системе дневного, заочного и дистанционного обучения.

Основное содержание исследования автора отражено в следующих публикациях:

Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК РФ:

1. Пузанкова, А.Б. Формирование инженерно-графических компетенций студентов машиностроительного профиля в компьютеризированной обучающей среде / А.Б. Пузанкова // Вестник Самарского государственного технического университета. – Серия «Психолого-педагогические науки». – Самара: Изд-во СамГТУ, 2006. – № 44. – С. 103-109, (0,38 п. л.).
2. Пузанкова, А.Б. Компетентностная технология инженерно-графической подготовки студентов машиностроительных специальностей / А.Б. Пузанкова // Известия Самарского научного центра РАН. Том 12 № 5 (3)(37), Тематический выпуск. - Самара: Изд.-во СамНЦ РАН, 2010. - С. 643-647, (0,56 п. л.).
3. Пузанкова, А.Б. Педагогическая система формирования профессиональных инженерно-графических компетенций у студентов машиностроительного профиля в процессе их обучения компьютерной графике / В.Н. Михелькевич, А.Б. Пузанкова // Вестник Самарского государственного технического университета. – Серия «Психолого-педагогические науки». – Самара: Изд-во СамГТУ, 2010. – № 3 (13). – С. 150-158, (0,76/0,38 п. л.).
4. Пузанкова, А.Б. Педагогическая эффективность технологии формирования профессиональных инженерно-графических компетенций студентов в области автоматизированного машиностроения. / А.Б. Пузанкова // Известия Самарского научного центра РАН. Том 14 № 2 - Самара: Изд-во СамНЦ РАН, 2012. - С. 67-69, (0,34 п. л.).
5. Пузанкова, А.Б., Компетентностная инженерно-графическая подготовка студентов для деятельности в среде виртуальных производств / А.Б. Пузанкова, Черепашков А.А. // Вестник Самарского государственного технического университета. – Серия «Психолого-педагогические науки». – Самара: Изд-во СамГТУ, 2012. – № 1 (17). – С. 155-161, (0,7/0,35 п. л.).

В других изданиях:

6. Пузанкова, А.Б. Технология формирования профессиональной компетентности студентов машиностроительного профиля в курсе компьютерной графики / Пузанкова А.Б., Золина Л.И., Сенченкова Л.В.// Проблемы университетского образования: содержание и технологии: Сборник трудов II Всероссийской научно-методической конференции.- Тольятти: ТГУ, 2005 – С. 234-238, (0,25/0,08 п.л.).
7. Пузанкова, А.Б. Образовательные возможности информационных технологий / Пузанкова А.Б., Москалева Т.С., Короткова Л.В.// Материалы и тезисы докладов V-ой международной научно-практической конференции «Педагогический процесс как культурная деятельность». Том.2.-Самара: Изд-во Самарского научного центра РАН, 2005.- С. 223-225, (0,25/0,08 п.л.).
8. Пузанкова, А.Б. Опыт применения компьютерных технологий при подготовке будущих инженеров-машиностроителей / Пузанкова А.Б., Степанов К.И. // Научно-техническое творчество: проблемы и перспективы. Сборник статей всероссийской научно-технической конференции-семинара. Сызрань: Филиал ГОУВПО СамГТУ.- Самара, 2006. - С.134-140, (0,35/0,18 п.л.).
9. Пузанкова, А.Б. Технология обучения в режиме реального времени / Пузанкова А.Б. // Непрерывное профессиональное образование: проблемы, инновации, образовательные технологии: Международный сборник научных трудов. Саратов: Научная книга, 2006. - С. 196-200, (0,25 п.л.).
10. Пузанкова, А.Б. Практика формирования профессиональных компетенций студентов в компьютеризированной обучающей среде / Пузанкова А.Б., Илюшкина И.С. // Актуальные проблемы развития высшего и среднего образования на современном этапе: Материалы IV Самарской региональной научно-практической конференции ученых и педагогов-практиков. Том 1. Изд-во Самарского научного центра РАН, 2006.- С. 41-43, (0,13/0,07 п.л.).
11. Пузанкова, А.Б. Организация познавательной деятельности студентов средствами компьютерной графики / Пузанкова А.Б., Сенченкова Л.В. // Актуальные проблемы развития высшего и среднего образования на современном этапе: Материалы IV Самарской региональной научно-практической конференции ученых и педагогов-практиков. Том 1. Изд-во Самарского научного центра РАН, 2006.- С. 53, (0,06/0,03 п.л.).
12. Пузанкова, А.Б. Единство личности и деятельности – важнейший методологический принцип акмеологии / Пузанкова А.Б., Михайлова Н.П. // Аксиологические и акмеологические аспекты профессионального образования молодёжи и взрослого населения региона: сборник статей XI Всероссийской научно-практической конференции.-Пенза, 2006. - С. 67-69, (0,14/0,07).
13. Пузанкова, А.Б. Повышение качества инженерно-графической подготовки студентов средствами информационных технологий / Москалева Т.С., Пузанкова А.Б. // Естественнонаучное образование в вузе: проблемы и перспективы: сборник трудов Всероссийской научно-методической конференции (18-19 декабря 2006г.)/ СГАСУ. Самара, 2006.- С. 299 – 302, (0,18/0,09 п.л.).
14. Пузанкова, А.Б. Компьютерная графика как элемент образовательной информационной системы / Пузанкова А.Б. // Современное юридическое образование: проблемы и перспективы развития: материалы Всероссийской научно-методической конференции (8 февраля 2007г.): – Самара:Самарский юридический институт ФСИН России, 2007.- С. 250-254, (0,28 п.л.).
15. Пузанкова, А.Б. Алгоритмическое обучение и развитие интуиции / Москалева Т.С., Пузанкова А.Б. // Непрерывное профессиональное образование: проблемы, инновации, образовательные технологии: Международный сборник научных трудов. Саратов: ИЦ «Наука», 2007.- С. 163-168, (0,47/0,24 п.л.).
16. Пузанкова, А.Б. Формирование информационной культуры в курсе компьютерной графики / Пузанкова А.Б. // Педагогический процесс как культурная деятельность: Сборник материалов докладов VI международной научно-практической конференции 16-17 октября 2008 г. В 2-х томах. – Самара: Изд-во ГОУ СИПКРО, 2008.- С. 49-52, (0,09 п.л.).
17. Пузанкова, А.Б. Практическая ценность компьютерных технологий в формировании графических компетенций / Пузанкова А.Б. // Совершенствование подготовки учащихся и студентов в области графики, конструирования и стандартизации. Межвузовский научно-методический сборник- Саратов: Изд-во СГТУ, 2009. – С. 199-200, (0,06 п.л.).
18. Пузанкова, А.Б. Перспективы инженерно-графической подготовки в вузах / Москалева Т.С., Пузанкова А.Б. // Информационные технологии и технический дизайн в профессиональном образовании и промышленности: сборник материалов II Всероссийской научно-практической конференции с международным участием.- Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2010.- С. 235-237, (0,16/0,08 п.л.).
19. Пузанкова, А.Б. Совершенствование научно-исследовательской деятельности студентов в компьютеризированной среде / Пузанкова А.Б., Сенченкова Л.В. // Совершенствование подготовки учащихся и студентов в области графики, конструирования и стандартизации: Межвузовский научно-методический сборник – Саратов, Изд-во: СГТУ, С.61 – 64, (0,25/0,13 п.л.).
20. Пузанкова, А.Б. Активизация творческих способностей студентов посредством компьютерного моделирования / Пузанкова А.Б. // Информационные технологии и технический дизайн в профессиональном образовании и промышленности: сборник материалов II Всероссийской научно-практической конференции с международным участием.- Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2010.- С. 288-291, (0,25 п.л.)
21. Пузанкова, А.Б. Компетентностный подход к инженерно-графической подготовке студентов в области автоматизированного машиностроения / Москалева Т.С., Пузанкова А.Б. // Современные компьютерные технологии фирмы DELCAM в науке, образовании и производстве: Тезисы докл. Междунар. научно-техн. конф – Самара: Самар. Гос. техн. ун-т, 2011. С. 49-51, 0,17/0,09 п.л.)
22. Пузанкова, А.Б. Инновационные подходы к инженерно-графической подготовке студентов в области автоматизированного машиностроения / Москалева Т.С., Пузанкова А.Б. // Современные достижения в науке и образовании: сб. тр. V Междунар. науч. конф., окт. 2011, г. Нетания (Израиль): в 2 т.- Хмельницкий: ХНУ, 2011. – Т. 2.-С. 57-59, (0,18/0,09 п.л.)
23. Пузанкова, А.Б. Совершенствование подготовки студентов в области конструирования средствами информационных технологий / А.Б. Пузанкова, Л.В. Сенченкова, И.Б. Кравченко// Труды Международной научно-методической конференции «Информатизация инженерного образования» - ИНФОРИНО-2012 (Москва, 10-11 апреля 2012 г.). – М.: Издательский дом МЭИ, 2012.- С. 105-108, (0,5/0,17 п.л.).

Подписано в печать 21.08.12

Бумага ксероксная. Печать оперативная.

Объем – 1,2 усл. п. л. Формат 60 х 84/16

Тираж 100 экз. заказ № 654

Отпечатано в типографии

Самарского государственного технического университета

443100, Самара, ул. Молодогвардейская, 244, корпус 8