Особенности преподавания специальных технических дисциплин в условиях современного высшего профессионального образования
ART 54839
УДК
001
А.
Н. ПотемкинБиблиографическое описание статьи для цитирования:
Потемкин
А.
Н.,
Викулов
А.
С.,
Крупнова
А.
В. Особенности преподавания специальных технических дисциплин в условиях современного высшего профессионального образования // Научно-методический электронный журнал «Концепт». –
2014. – Т. 20. – С.
2876–2880. – URL:
http://e-koncept.ru/2014/54839.htm.
Аннотация. В статье рассмотрены некоторые особенности преподавания в условиях высшего профессионального образования на основе широкого использования в учебном процессе современных информационных технологий. Проанализированы особенности разработки тестовых заданий по техническим дисциплинам.
Ключевые слова:
интерактивные учебные пособия, современные информационные технологии, контрольно-обучающие тесты, мультимедийные учебные пособия
Текст статьи
Викулов Александр Сергеевич,доцент кафедры “Теоретическая и прикладная механика” ФГБОУ ВПО "Пензенский государственный технологический университет", ПензГТУ, Пензаvklv@rambler.ru
Потемкин Алексей Николаевич,доцент кафедры “Теоретическая и прикладная механика” ФГБОУ ВПО "Пензенский государственный технологический университет", ПензГТУ, Пензаpan580@yandex.ru
Крупнова Анастасия Владимировна,студент факультета Информационныхи образовательных технологийФГБОУ ВПО "Пензенский государственный технологический университет", ПензГТУ, Пензаkat4921@yandex.ru
Особенности преподаванияспециальных технических дисциплин в условиях современного высшего профессионального образования
Аннотация.В статье рассмотрены некоторые особенностипреподавания в условиях высшего профессионального образованияна основе широкого использованияв учебном процессе современных информационных технологий.Рассмотрены особенности разработкитестовых заданий по техническим дисциплинам.Ключевые слова:Современные информационные технологии, контрольнообучающие тесты, мультимедийныеучебныепособия, интерактивные учебные пособия
Изучение технических дисциплин в вузахсталкивается с постоянно возрастающимобъемоми сложностьюучебного материала при ограниченномобъеме часов,отведенных на его освоение. В таких условиях привычные для преподавателя формы и методы работытребуютпересмотра и совершенствования.Учитывая требования быстрого приобретения и качественного усвоения студентами информации, а также выработки умения эффективно и творчески ее применять, назрела необходимость в принципиально ином подходе к формированию учебнометодического комплекса технических дисциплин, позволяющего реализовать качественно более глубокий подход к внеаудиторнойисамостоятельнойработе студентов. Роль современного преподавателя предполагает переход от чисто механического толкования трудных мест в учебникена аудиторных занятияхкакк более творческому сотрудничеству с обучающимися, так и к совместному поиску правильных решений. При этом приходитсяуделить больше внимания созданию благоприятных условий для самообразованияи саморазвитиястудентов.Учебный процесс в большей степени должен быть ориентированне столько на формирование комплекса знаний, умений и навыков, сколько на общее развитие, вооружение методамисамостоятельной деятельности по сбору и обработке информации, реализуя, таким образом,переходот устаревшей формулы “образование на всю жизнь” к актуальной “образование через всю жизнь”.Наиболее эффективно такойподходк обучению возможно реализовать формируяновуюучебнуюсредупри широком использовании современных информационныхтехнологий[1].Обратим внимание на то, что студенты технических специальностей вузов, в силу специфики изучаемых дисциплин, отличаются от студентов гуманитарных специальностей, в том числе тем, что вынуждены работать с учебным материалом,насыщенным разнообразными схемами, диаграммами, таблицами, чертежами и т.п. Причемэту особенность нельзя не учитывать.
В этой связи нельзя не затронуть проблему, с которой сталкиваются преподаватели технических дисциплин вузов,которая в последние годы стала особенно остро –низкийуровеньисходной графической подготовки. Отмечается недостаточная сформированность пространственных представлений и пространственного мышления, пробелы спроекционнымчерчением: студенты вычерчивают изображения с нарушением проекционных связей, сами изображения не соответствуют изображаемым предметам и т.д. В ряде случаев затруднения возникают при анализе геометрической формы детали.Втакой ситуации остается открытым вопрос:какие методические средства, приемы и технологии обучения целесообразнобыло бы добавить в учебный процесс и,соответственно,в учебнометодический комплекс для устранения пробелов в знаниях и формированииустойчивых практических умений при изучении техническихдисциплин. Учитывая, что время, отведенное на аудиторные занятия минимально, а процесс формирования умений и навыков временной, то весьма актуальной становится проблема интенсификации процесса обучения без потери качества.
При изучении техническихдисциплин возможна замена значительных объемов текстовой информации графической на основе широкогоиспользованиямультимедиа (зрительных эффектов). Напомним, что большинство студентов технических специальностей, в силу своих ментальных особенностей, склонны к более эффективному усвоению учебного материала представленного именно в таком графическом виде. Процесс усвоения информации в этом случае становится более продуктивным. Ясная, лаконичная графическая информация с использованием мультимедиа и анимации прекрасно усваивается студентами технических специальностей. Применение такихтехнологийобучения доказало свою эффективность:они достаточно легко реализуютсяв условияхсовременногокомпьютеризированного(безбумажного) обучения.К тому же создание мультимедийных учебных пособийне требует значительных материальных затрат, что тоже не маловажно[1].
Основные проблемы здесь связаны с использованием наиболее оптимальных приемов представления графической информации. Немаловажно и “качество картинки” на мониторе компьютера. Для повышения наглядности и доступности для понимания учебного материала, необходимообеспечить фотореалистичность изображения. Это обстоятельство приобретает особуюважность, когда речь идет об изучении технических дисциплин, таких как технологические станки и оборудование, режущий инструмент, детали машин и основы конструирования, теоретическая механика, сопротивление материалов, теория механизмов и машини т.п.
Пример представления учебного материала с использованием мультимедийного учебного пособия представлен на рисунке 1.
Рисунок 1 Пример представления учебного материала с использованием мультимедийного учебного пособия
Поскольку графические средства представления информации призваны вызывать определенные процессы мышления, опирающиеся на образы, то оформление их должно быть тщательно продумано не только с учетом содержания, но и с точки зрения компоновки графической информации, а такжепсихологического механизма усвоения изучаемого материала.Учебныйматериал должен задействовать в человеке как рациональные,так и эмоциональныеначала. Использованиепри обучении анимации, мультимедиа“синхронизирует логику” и эмоциональную сферу (образное мышление) обучающегося и, как результат, дает значительное сокращение длительности обучения,уменьшениечисла ошибок от неоднозначного понимания изучаемого материала. Организация учебной деятельности студента при таком подходе позволяет осуществить переход от совместноразделенной (преподаватель студент) к индивидуальной деятельности с усилением роли самого студента в самообучении и саморазвитии, а также осуществить уровневую дифференциацию обучения. Студент может самостоятельно изучить учебный материал и самостоятельноже себя проверить, используя компьютерные средства. Уровень сложности заданий может возрастать по мере формирования умений и навыков.Присамостоятельномобучениихорошо зарекомендовала себя форма компьютерных контрольнообучающих тестов, позволяющаясэкономить время, избавить обучающихсяот чисто механической, рутинной работы и активизировать процесс обучения, при этом,не снижая качественного уровня приобретения знаний.Здесь заметим, чтоавторы некоторых работ [2, 3] рекомендуют, при создании тестовых заданий, придерживаться правила предметной чистоты. Например, содержание тестов по физике должно отражать сущность проблемной ситуации в проведении экспериментальных наблюдений, а не оценивать испытуемого по математике. Но,на наш взгляд,при изучении технических дисциплин это неприемлемо, так как противоречит развитию профессионального мышления, включающего и симультанное (многоэкранное) мышление, то естьодновременное рассмотрение одного явления с разных сторон. Данное профессиональное качество развивается при изучении обобщающих и специальных дисциплин, опирающихся на большое количество предшествующих предметов,называемых обеспечивающими курсами. У обучаемых должноформироваться целостное восприятие специальности и способность опираться на обобщённые знания изученных дисциплин. Обучение же по принципу предмет ради предмета тормозит профессиональное становление личности.Примером развития симультанного мышления может служить курс “Деталимашин, основы конструирования”, опирающийся на такие предметы как теоретическая механика, физика, сопротивление материалов, теория механизмов и машин, материаловедение, нормирование точности и др. Ориентация на сумму знаний не обеспечивает автоматическоготворческого многостороннего подхода к проектированию деталей машин. Для этого и нужно развивать многоэкранное мышление, особенно, при осуществлении обучающего тестирования, позволяющего выявить пробелы в знаниях у обучаемых и предложить учебные материалы по этим вопросам с целью привития навыков многостороннего подхода к конструированию деталей машин. В книге Норберта Винера “Я математик” американский профессор высказал мысль: “Деление науки на различные дисциплины есть не более чем административная условность, нужная лишь для удобства разделения средств и сил. Мы не сомневались, что каждый творческий работающий учёный волен ломать любые перегородки, если это нужно для успеха его работы”. Требование предметной чистоты при конструировании тестов это и есть создание перегородок между изучаемыми дисциплинами.При составлении тестовых заданий в основном используют распространенные четыре формы тестов [3] (закрытая, открытая, установление правильного соответствия, установление правильного порядка) с опорой наабстрактное и, особенно, словесное мышление.Так, открытая форма теста имеет вид неполного утверждения, в котором отсутствует один элемент, и тестируемый подставляет ключевое слово (допустимо словосочетание, состоящее не более чем из двух слов) В тестах закрытой формы основная часть задания формируется в форме утверждения, которое обращается в частичное или ложное высказывание после подстановки одного из ответов, в основном, словесных. В тестовых заданиях на установление соответствия нужно выбрать из двух приведенных множеств истинные пары. Испытуемый должен связать каждый элемент первой группы с одним или несколькими элементами из второй. Множества имеют, в основном, словесное выражение. В тестовых заданиях на установление правильной последовательности нужно определить порядок следования предложенных объектов (символов, слов, формул, рисунков). Дано множество неупорядоченныхэлементов, необходимо установить порядок между ними, то есть правильно воспроизвести полученные знания, а,по сути,пересказать с единственно правильной расстановкой слов, символов, формул в решенной учебной проблеме. Рассмотренные формы тестовых заданийнаправлены на контроль суммы знаний, но не на проверку способности решать проблемы, но этои есть суть технического, инженерного мышления.Поэтому особенностью тестовпо техническим дисциплинам должно бытьто, что составляться они должны на профессиональном языке, на котором мыслят специалисты, языке техники (с использованием графики, проекционного черчения, схем кинематических, электрических и принципиальных). Предлагаемые задачидолжны иметь проблемный характер, требовать для решения привлечения широкого спектра знаний, свойственного разным учебным дисциплинам, способствовать развитию профессионального (симультанного) мышления.Если словесное мышление связано с опорой на левое полушарие мозга, то чтение чертежей требует развитого пространственного воображения и подключения правого полушария, отвечающего за ориентацию человека в пространстве, интуитивное восприятие и познание мира, образное мышление. Нагрузка на правое полушарие возрастает при чтении чертежей оригинальных и новых конструкций и сравнении ссуществующими. Следовательно, профессиональное тестирование должно опираться на полноценное человеческое сознание, включающее две формы сознания, две формы мышления, две области человеческого творчества.То есть наряду со словесным мышлением необходимо развивать мышление образное.Профессионально ориентированные учебные проблемы тестовых заданий имеют целью тренировку взаимодействия двух полушарий мозга и выработки у обучающихся профессиональных навыков, когда главным являются действия, а не знания вербальных оборотов, которые он должен усвоить. В учебных материалах должен присутствоватьсинтез рациональных и эмоциональных начал в человеке. А использованиеанимации, мультимедиа “синхронизирует логику” и эмоциональную сферу (образное мышление) обучающегося и, как результат, ускоряет приобретение знаний. Обратим внимание и ещё на одну особенность изучения технических дисциплин в вузах –необходимость проведениялабораторных практикумов, требующих, дляпроведениязанятий по традиционной технологии обучения, использованияреального лабораторного оборудования, станков, приспособлений, приборов, контрольноизмерительного инструмента, а, следовательно,больших производственных площадей для ихразмещения. Кроме того, лабораторное оборудование обычно имеет высокую стоимостьи сложность, чтотребует высококвалифицированного обслуживающего персонала, эксплуатационных расходов и текущего ремонта.
Современные программные средства и возможности вычислительных систем позволяют выполнить высококачественную имитацию, практически,любого технологического оборудования с максимально приближенными к реальности параметрами.Таким образом,выход в такой ситуации возможен, опять же, за счет использования современных информационных технологий –интерактивных учебных пособий, позволяющих снизить потребность в реальном оборудовании и одновременно повысить эффективность обучения [1].Компьютерные модели позволяют студенту изучить конструкцию технологического оборудования, ознакомиться с режимами его работы, основными узлами и их функциями, с базовыми характеристиками узлов и механизмов. Поэтому при создании компьютерных моделей интерактивных учебных пособий по техническим дисциплинам учитываютсяпараметры и характеристики реального оборудования, реальная техническая документация, производится натурная фото и видео съемка работы реального оборудования, запись шума работы двигателя и других звуков. В дальнейшем, использованиепрофессионального пакета трехмерной графики программы3DStudioMaxкомпании Autodesk, позволяетреализоватьрасширенные возможности создания и управления моделей и их анимации, получатьразнообразные световые эффекты, создатьполную реалистичностьизображения.
Пример выполнения лабораторных работ с использованием современных информационных технологийпредставлен на рисунке 2.
а)
б)
Рисунок 2 Пример выполнения лабораторных работ с использованием современных информационных технологий:а–моделирование разрушенияобразца при испытаниях на растяжение;б моделирование разрушения образца при испытаниях на сжатие
Следует отметить, чтоосуществляяпереход к высоким технологиям обучения,к формированиюновой учебной среды, интенсифицируяпроцесс обучения, весьма эффективно было бы совместное использование в учебном процессепо техническим дисциплинам какконтрольнообучающих тестов, таки мультимедийныхи интерактивныхучебныхпособийдля всех видов учебных занятий.Составление, апробация и совершенствование учебных пособий такого типа, создание новой инфраструктуры обучения подводит к осознанию преподавателем новой роли в учебном процессе с учетом приоритета самостоятельности студентов, и, как результат, способствует выведению обучающихся на новый качественно более высокий уровень, укрепляет в них неподдельный интерес к своей будущей специальности.Изложенный подходна базе современных информационных технологий реализуетсяв учебном процессе и показал свою эффективность по таким дисциплинамкафедры как: теоретическая механика, сопротивление материалов, теория механизмов и машин, детали машин и основы конструирования [4, 5, 6, 7].
Проведена значительнаяучебнометодическаяработа. Так, по теоретической механике, обеспечивающей студентов базовыми знаниями для дальнейшего усвоения курсов технических дисциплин, издано учебное пособие [8, 9], позволяющее не только изучить теоретический материал, но и закрепить его. Помимо теоретического и практического материала учебное пособие содержит методику выполнения расчетнографических работ, тестовые задания и вопросы для самопроверки, короткие тематические задачи, тренировочные задачи. При подготовке к его изданию были учтены рекомендации Комитета научнотехнической терминологии АН РФ, что позволило исключить многозначность терминов и максимально уменьшить синонимию.Подобные учебные пособия изданы и по другим дисциплинам кафедры.По сопротивлению материалов издан учебникдля студентов учреждений высшего профессионального образования[10].Разработанные на кафедре электронные учебные пособия имеют свидетельства о государственной регистрации [4, 5, 6, 7]. В 2007 году учебное электронное пособие по теоретической механике на Всероссийском Конкурсе Программы «100 лучших товаров России» было удостоено диплома [11].
Ссылки на источники1. Потемкин А.Н., Викулов А.С., Романовский Б.В. Использование интерактивных учебных пособий в условиях непрерывного профессионального образования. Современные научные исследования. Выпуск 1. –Концепт. –2013. ART53322. –URL: http://ekoncept.ru/article/695/
Гос. рег. Эл. № ФС 7749965. ISSN2304120X2. Аванесов B.C. Форма тестовых заданий. М.: МИСиС, 1991.3. Васильев В.И., Демидов А.Л., Малышев Н.Г., Тягунова Т.Н. Методологические правила конструирования компьютерных тесов. М., 2000. 64 с.4. Тестирование по дисциплине Сопротивление материалов –1:Учебное электронное пособие. Моисеев В.Б., Волков В.В., Потемкин А.Н., Лагутова А.В. Свидетельство об официальной регистрации базы данных № 2006620164. Заявка№ 2006620115. Дата поступления 17.04.2006 г. Зарегистрировано в Реестре баз данных 17.06.2006 г.5. Тестирование по дисциплине Сопротивление материалов –2:Учебное электронное пособие. Моисеев В.Б., Волков В.В., Потемкин А.Н., Лагутова А.В. Свидетельство об официальной регистрации базы данных № 2009620038. Заявка № 2008620369. Дата поступления11.11.2008 г. Зарегистрировано в Реестре баз данных 11.01.2009 г.6. Теоретическая механика. Статика, кинематика, динамика: Учебное электронное пособие. Моисеев В.Б., Голощапов В.М., Викулов А.С. Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ №2007611691. Заявка №2007611312. Дата поступления 10 апр. 2007 г. Зарегистрировано в Реестре программ для ЭВМ 23.04.2007 г.7. Теоретическая механика. Словарьсправочник: Учебное электронное пособие. Ю.М. Передрей, Б.В. Романовский, А.С. Викулов. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ №2008612960. Заявка №2008611741. Дата поступления 22 апреля 2008 г. Зарегистрировано в Реестре программ для ЭВМ 18.06.2008 г.8. Теоретическая механика. Статика. Кинематика: Учебное пособие. ГолощаповВ.М., Викулов А.С., Моисеев В.Б., Репин А.С., Схиртладзе А.Г., Скрябин В.А. Старый Оскол: ТНТ, 2013. 444 с.9. Теоретическая механика. Динамика: Учебное пособие. Голощапов В.М., ВикуловА.С., Моисеев В.Б., Репин А.С., Схиртладзе А.Г., Скрябин В.А. Старый Оскол: ТНТ, 2013. –540 с.10. Схиртладзе А.Г., Романовский Б.В., Волков В.В., Потемкин А.Н. Сопротивление материалов. Учебник для студентов высшего проф. образования. М: Изд. центр Академия,2012.–412 с.11. Теоретическая механика. Статика. Кинематика. Динамика: Учебное электронное пособие. Моисеев В.Б., Голощапов В.М., Викулов А.С. // Программа «100 лучших товаров России»: Каталог 2007. –Том 2. 2007. –С. 137.
VikulovAlexanderSergeevichassociateprofessor"Theoreticalandappliedmechanics" FGBOUVPO"Penzastatetechnologicaluniversity", PENZGTU, PenzaPotemkin Alexey Nikolaevichassociate professor "Theoretical and applied mechanics" FGBOU VPO "Penza state technological university", PENZGTU, PenzaKrupnova Anastasia Vladimirovnastudent of faculty of Information and educational technologies FGBOU VPO "The Penza state technological university", PENZGTU, PenzaFeatures of teaching of special technical disciplines in the conditions of modern higher educationAbstract.In article some features of teaching in the conditions of higher education on the basis of wide use in educational process of modern information technologies are considered. Features of development of test tasks on technical disciplines are considered.Keywords.Modern information technologies, control training tests, multimedia manuals, interactive manuals
Потемкин Алексей Николаевич,доцент кафедры “Теоретическая и прикладная механика” ФГБОУ ВПО "Пензенский государственный технологический университет", ПензГТУ, Пензаpan580@yandex.ru
Крупнова Анастасия Владимировна,студент факультета Информационныхи образовательных технологийФГБОУ ВПО "Пензенский государственный технологический университет", ПензГТУ, Пензаkat4921@yandex.ru
Особенности преподаванияспециальных технических дисциплин в условиях современного высшего профессионального образования
Аннотация.В статье рассмотрены некоторые особенностипреподавания в условиях высшего профессионального образованияна основе широкого использованияв учебном процессе современных информационных технологий.Рассмотрены особенности разработкитестовых заданий по техническим дисциплинам.Ключевые слова:Современные информационные технологии, контрольнообучающие тесты, мультимедийныеучебныепособия, интерактивные учебные пособия
Изучение технических дисциплин в вузахсталкивается с постоянно возрастающимобъемоми сложностьюучебного материала при ограниченномобъеме часов,отведенных на его освоение. В таких условиях привычные для преподавателя формы и методы работытребуютпересмотра и совершенствования.Учитывая требования быстрого приобретения и качественного усвоения студентами информации, а также выработки умения эффективно и творчески ее применять, назрела необходимость в принципиально ином подходе к формированию учебнометодического комплекса технических дисциплин, позволяющего реализовать качественно более глубокий подход к внеаудиторнойисамостоятельнойработе студентов. Роль современного преподавателя предполагает переход от чисто механического толкования трудных мест в учебникена аудиторных занятияхкакк более творческому сотрудничеству с обучающимися, так и к совместному поиску правильных решений. При этом приходитсяуделить больше внимания созданию благоприятных условий для самообразованияи саморазвитиястудентов.Учебный процесс в большей степени должен быть ориентированне столько на формирование комплекса знаний, умений и навыков, сколько на общее развитие, вооружение методамисамостоятельной деятельности по сбору и обработке информации, реализуя, таким образом,переходот устаревшей формулы “образование на всю жизнь” к актуальной “образование через всю жизнь”.Наиболее эффективно такойподходк обучению возможно реализовать формируяновуюучебнуюсредупри широком использовании современных информационныхтехнологий[1].Обратим внимание на то, что студенты технических специальностей вузов, в силу специфики изучаемых дисциплин, отличаются от студентов гуманитарных специальностей, в том числе тем, что вынуждены работать с учебным материалом,насыщенным разнообразными схемами, диаграммами, таблицами, чертежами и т.п. Причемэту особенность нельзя не учитывать.
В этой связи нельзя не затронуть проблему, с которой сталкиваются преподаватели технических дисциплин вузов,которая в последние годы стала особенно остро –низкийуровеньисходной графической подготовки. Отмечается недостаточная сформированность пространственных представлений и пространственного мышления, пробелы спроекционнымчерчением: студенты вычерчивают изображения с нарушением проекционных связей, сами изображения не соответствуют изображаемым предметам и т.д. В ряде случаев затруднения возникают при анализе геометрической формы детали.Втакой ситуации остается открытым вопрос:какие методические средства, приемы и технологии обучения целесообразнобыло бы добавить в учебный процесс и,соответственно,в учебнометодический комплекс для устранения пробелов в знаниях и формированииустойчивых практических умений при изучении техническихдисциплин. Учитывая, что время, отведенное на аудиторные занятия минимально, а процесс формирования умений и навыков временной, то весьма актуальной становится проблема интенсификации процесса обучения без потери качества.
При изучении техническихдисциплин возможна замена значительных объемов текстовой информации графической на основе широкогоиспользованиямультимедиа (зрительных эффектов). Напомним, что большинство студентов технических специальностей, в силу своих ментальных особенностей, склонны к более эффективному усвоению учебного материала представленного именно в таком графическом виде. Процесс усвоения информации в этом случае становится более продуктивным. Ясная, лаконичная графическая информация с использованием мультимедиа и анимации прекрасно усваивается студентами технических специальностей. Применение такихтехнологийобучения доказало свою эффективность:они достаточно легко реализуютсяв условияхсовременногокомпьютеризированного(безбумажного) обучения.К тому же создание мультимедийных учебных пособийне требует значительных материальных затрат, что тоже не маловажно[1].
Основные проблемы здесь связаны с использованием наиболее оптимальных приемов представления графической информации. Немаловажно и “качество картинки” на мониторе компьютера. Для повышения наглядности и доступности для понимания учебного материала, необходимообеспечить фотореалистичность изображения. Это обстоятельство приобретает особуюважность, когда речь идет об изучении технических дисциплин, таких как технологические станки и оборудование, режущий инструмент, детали машин и основы конструирования, теоретическая механика, сопротивление материалов, теория механизмов и машини т.п.
Пример представления учебного материала с использованием мультимедийного учебного пособия представлен на рисунке 1.
Рисунок 1 Пример представления учебного материала с использованием мультимедийного учебного пособия
Поскольку графические средства представления информации призваны вызывать определенные процессы мышления, опирающиеся на образы, то оформление их должно быть тщательно продумано не только с учетом содержания, но и с точки зрения компоновки графической информации, а такжепсихологического механизма усвоения изучаемого материала.Учебныйматериал должен задействовать в человеке как рациональные,так и эмоциональныеначала. Использованиепри обучении анимации, мультимедиа“синхронизирует логику” и эмоциональную сферу (образное мышление) обучающегося и, как результат, дает значительное сокращение длительности обучения,уменьшениечисла ошибок от неоднозначного понимания изучаемого материала. Организация учебной деятельности студента при таком подходе позволяет осуществить переход от совместноразделенной (преподаватель студент) к индивидуальной деятельности с усилением роли самого студента в самообучении и саморазвитии, а также осуществить уровневую дифференциацию обучения. Студент может самостоятельно изучить учебный материал и самостоятельноже себя проверить, используя компьютерные средства. Уровень сложности заданий может возрастать по мере формирования умений и навыков.Присамостоятельномобучениихорошо зарекомендовала себя форма компьютерных контрольнообучающих тестов, позволяющаясэкономить время, избавить обучающихсяот чисто механической, рутинной работы и активизировать процесс обучения, при этом,не снижая качественного уровня приобретения знаний.Здесь заметим, чтоавторы некоторых работ [2, 3] рекомендуют, при создании тестовых заданий, придерживаться правила предметной чистоты. Например, содержание тестов по физике должно отражать сущность проблемной ситуации в проведении экспериментальных наблюдений, а не оценивать испытуемого по математике. Но,на наш взгляд,при изучении технических дисциплин это неприемлемо, так как противоречит развитию профессионального мышления, включающего и симультанное (многоэкранное) мышление, то естьодновременное рассмотрение одного явления с разных сторон. Данное профессиональное качество развивается при изучении обобщающих и специальных дисциплин, опирающихся на большое количество предшествующих предметов,называемых обеспечивающими курсами. У обучаемых должноформироваться целостное восприятие специальности и способность опираться на обобщённые знания изученных дисциплин. Обучение же по принципу предмет ради предмета тормозит профессиональное становление личности.Примером развития симультанного мышления может служить курс “Деталимашин, основы конструирования”, опирающийся на такие предметы как теоретическая механика, физика, сопротивление материалов, теория механизмов и машин, материаловедение, нормирование точности и др. Ориентация на сумму знаний не обеспечивает автоматическоготворческого многостороннего подхода к проектированию деталей машин. Для этого и нужно развивать многоэкранное мышление, особенно, при осуществлении обучающего тестирования, позволяющего выявить пробелы в знаниях у обучаемых и предложить учебные материалы по этим вопросам с целью привития навыков многостороннего подхода к конструированию деталей машин. В книге Норберта Винера “Я математик” американский профессор высказал мысль: “Деление науки на различные дисциплины есть не более чем административная условность, нужная лишь для удобства разделения средств и сил. Мы не сомневались, что каждый творческий работающий учёный волен ломать любые перегородки, если это нужно для успеха его работы”. Требование предметной чистоты при конструировании тестов это и есть создание перегородок между изучаемыми дисциплинами.При составлении тестовых заданий в основном используют распространенные четыре формы тестов [3] (закрытая, открытая, установление правильного соответствия, установление правильного порядка) с опорой наабстрактное и, особенно, словесное мышление.Так, открытая форма теста имеет вид неполного утверждения, в котором отсутствует один элемент, и тестируемый подставляет ключевое слово (допустимо словосочетание, состоящее не более чем из двух слов) В тестах закрытой формы основная часть задания формируется в форме утверждения, которое обращается в частичное или ложное высказывание после подстановки одного из ответов, в основном, словесных. В тестовых заданиях на установление соответствия нужно выбрать из двух приведенных множеств истинные пары. Испытуемый должен связать каждый элемент первой группы с одним или несколькими элементами из второй. Множества имеют, в основном, словесное выражение. В тестовых заданиях на установление правильной последовательности нужно определить порядок следования предложенных объектов (символов, слов, формул, рисунков). Дано множество неупорядоченныхэлементов, необходимо установить порядок между ними, то есть правильно воспроизвести полученные знания, а,по сути,пересказать с единственно правильной расстановкой слов, символов, формул в решенной учебной проблеме. Рассмотренные формы тестовых заданийнаправлены на контроль суммы знаний, но не на проверку способности решать проблемы, но этои есть суть технического, инженерного мышления.Поэтому особенностью тестовпо техническим дисциплинам должно бытьто, что составляться они должны на профессиональном языке, на котором мыслят специалисты, языке техники (с использованием графики, проекционного черчения, схем кинематических, электрических и принципиальных). Предлагаемые задачидолжны иметь проблемный характер, требовать для решения привлечения широкого спектра знаний, свойственного разным учебным дисциплинам, способствовать развитию профессионального (симультанного) мышления.Если словесное мышление связано с опорой на левое полушарие мозга, то чтение чертежей требует развитого пространственного воображения и подключения правого полушария, отвечающего за ориентацию человека в пространстве, интуитивное восприятие и познание мира, образное мышление. Нагрузка на правое полушарие возрастает при чтении чертежей оригинальных и новых конструкций и сравнении ссуществующими. Следовательно, профессиональное тестирование должно опираться на полноценное человеческое сознание, включающее две формы сознания, две формы мышления, две области человеческого творчества.То есть наряду со словесным мышлением необходимо развивать мышление образное.Профессионально ориентированные учебные проблемы тестовых заданий имеют целью тренировку взаимодействия двух полушарий мозга и выработки у обучающихся профессиональных навыков, когда главным являются действия, а не знания вербальных оборотов, которые он должен усвоить. В учебных материалах должен присутствоватьсинтез рациональных и эмоциональных начал в человеке. А использованиеанимации, мультимедиа “синхронизирует логику” и эмоциональную сферу (образное мышление) обучающегося и, как результат, ускоряет приобретение знаний. Обратим внимание и ещё на одну особенность изучения технических дисциплин в вузах –необходимость проведениялабораторных практикумов, требующих, дляпроведениязанятий по традиционной технологии обучения, использованияреального лабораторного оборудования, станков, приспособлений, приборов, контрольноизмерительного инструмента, а, следовательно,больших производственных площадей для ихразмещения. Кроме того, лабораторное оборудование обычно имеет высокую стоимостьи сложность, чтотребует высококвалифицированного обслуживающего персонала, эксплуатационных расходов и текущего ремонта.
Современные программные средства и возможности вычислительных систем позволяют выполнить высококачественную имитацию, практически,любого технологического оборудования с максимально приближенными к реальности параметрами.Таким образом,выход в такой ситуации возможен, опять же, за счет использования современных информационных технологий –интерактивных учебных пособий, позволяющих снизить потребность в реальном оборудовании и одновременно повысить эффективность обучения [1].Компьютерные модели позволяют студенту изучить конструкцию технологического оборудования, ознакомиться с режимами его работы, основными узлами и их функциями, с базовыми характеристиками узлов и механизмов. Поэтому при создании компьютерных моделей интерактивных учебных пособий по техническим дисциплинам учитываютсяпараметры и характеристики реального оборудования, реальная техническая документация, производится натурная фото и видео съемка работы реального оборудования, запись шума работы двигателя и других звуков. В дальнейшем, использованиепрофессионального пакета трехмерной графики программы3DStudioMaxкомпании Autodesk, позволяетреализоватьрасширенные возможности создания и управления моделей и их анимации, получатьразнообразные световые эффекты, создатьполную реалистичностьизображения.
Пример выполнения лабораторных работ с использованием современных информационных технологийпредставлен на рисунке 2.
а)
б)
Рисунок 2 Пример выполнения лабораторных работ с использованием современных информационных технологий:а–моделирование разрушенияобразца при испытаниях на растяжение;б моделирование разрушения образца при испытаниях на сжатие
Следует отметить, чтоосуществляяпереход к высоким технологиям обучения,к формированиюновой учебной среды, интенсифицируяпроцесс обучения, весьма эффективно было бы совместное использование в учебном процессепо техническим дисциплинам какконтрольнообучающих тестов, таки мультимедийныхи интерактивныхучебныхпособийдля всех видов учебных занятий.Составление, апробация и совершенствование учебных пособий такого типа, создание новой инфраструктуры обучения подводит к осознанию преподавателем новой роли в учебном процессе с учетом приоритета самостоятельности студентов, и, как результат, способствует выведению обучающихся на новый качественно более высокий уровень, укрепляет в них неподдельный интерес к своей будущей специальности.Изложенный подходна базе современных информационных технологий реализуетсяв учебном процессе и показал свою эффективность по таким дисциплинамкафедры как: теоретическая механика, сопротивление материалов, теория механизмов и машин, детали машин и основы конструирования [4, 5, 6, 7].
Проведена значительнаяучебнометодическаяработа. Так, по теоретической механике, обеспечивающей студентов базовыми знаниями для дальнейшего усвоения курсов технических дисциплин, издано учебное пособие [8, 9], позволяющее не только изучить теоретический материал, но и закрепить его. Помимо теоретического и практического материала учебное пособие содержит методику выполнения расчетнографических работ, тестовые задания и вопросы для самопроверки, короткие тематические задачи, тренировочные задачи. При подготовке к его изданию были учтены рекомендации Комитета научнотехнической терминологии АН РФ, что позволило исключить многозначность терминов и максимально уменьшить синонимию.Подобные учебные пособия изданы и по другим дисциплинам кафедры.По сопротивлению материалов издан учебникдля студентов учреждений высшего профессионального образования[10].Разработанные на кафедре электронные учебные пособия имеют свидетельства о государственной регистрации [4, 5, 6, 7]. В 2007 году учебное электронное пособие по теоретической механике на Всероссийском Конкурсе Программы «100 лучших товаров России» было удостоено диплома [11].
Ссылки на источники1. Потемкин А.Н., Викулов А.С., Романовский Б.В. Использование интерактивных учебных пособий в условиях непрерывного профессионального образования. Современные научные исследования. Выпуск 1. –Концепт. –2013. ART53322. –URL: http://ekoncept.ru/article/695/
Гос. рег. Эл. № ФС 7749965. ISSN2304120X2. Аванесов B.C. Форма тестовых заданий. М.: МИСиС, 1991.3. Васильев В.И., Демидов А.Л., Малышев Н.Г., Тягунова Т.Н. Методологические правила конструирования компьютерных тесов. М., 2000. 64 с.4. Тестирование по дисциплине Сопротивление материалов –1:Учебное электронное пособие. Моисеев В.Б., Волков В.В., Потемкин А.Н., Лагутова А.В. Свидетельство об официальной регистрации базы данных № 2006620164. Заявка№ 2006620115. Дата поступления 17.04.2006 г. Зарегистрировано в Реестре баз данных 17.06.2006 г.5. Тестирование по дисциплине Сопротивление материалов –2:Учебное электронное пособие. Моисеев В.Б., Волков В.В., Потемкин А.Н., Лагутова А.В. Свидетельство об официальной регистрации базы данных № 2009620038. Заявка № 2008620369. Дата поступления11.11.2008 г. Зарегистрировано в Реестре баз данных 11.01.2009 г.6. Теоретическая механика. Статика, кинематика, динамика: Учебное электронное пособие. Моисеев В.Б., Голощапов В.М., Викулов А.С. Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ №2007611691. Заявка №2007611312. Дата поступления 10 апр. 2007 г. Зарегистрировано в Реестре программ для ЭВМ 23.04.2007 г.7. Теоретическая механика. Словарьсправочник: Учебное электронное пособие. Ю.М. Передрей, Б.В. Романовский, А.С. Викулов. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ №2008612960. Заявка №2008611741. Дата поступления 22 апреля 2008 г. Зарегистрировано в Реестре программ для ЭВМ 18.06.2008 г.8. Теоретическая механика. Статика. Кинематика: Учебное пособие. ГолощаповВ.М., Викулов А.С., Моисеев В.Б., Репин А.С., Схиртладзе А.Г., Скрябин В.А. Старый Оскол: ТНТ, 2013. 444 с.9. Теоретическая механика. Динамика: Учебное пособие. Голощапов В.М., ВикуловА.С., Моисеев В.Б., Репин А.С., Схиртладзе А.Г., Скрябин В.А. Старый Оскол: ТНТ, 2013. –540 с.10. Схиртладзе А.Г., Романовский Б.В., Волков В.В., Потемкин А.Н. Сопротивление материалов. Учебник для студентов высшего проф. образования. М: Изд. центр Академия,2012.–412 с.11. Теоретическая механика. Статика. Кинематика. Динамика: Учебное электронное пособие. Моисеев В.Б., Голощапов В.М., Викулов А.С. // Программа «100 лучших товаров России»: Каталог 2007. –Том 2. 2007. –С. 137.
VikulovAlexanderSergeevichassociateprofessor"Theoreticalandappliedmechanics" FGBOUVPO"Penzastatetechnologicaluniversity", PENZGTU, PenzaPotemkin Alexey Nikolaevichassociate professor "Theoretical and applied mechanics" FGBOU VPO "Penza state technological university", PENZGTU, PenzaKrupnova Anastasia Vladimirovnastudent of faculty of Information and educational technologies FGBOU VPO "The Penza state technological university", PENZGTU, PenzaFeatures of teaching of special technical disciplines in the conditions of modern higher educationAbstract.In article some features of teaching in the conditions of higher education on the basis of wide use in educational process of modern information technologies are considered. Features of development of test tasks on technical disciplines are considered.Keywords.Modern information technologies, control training tests, multimedia manuals, interactive manuals
