Формирование проектно-конструкторской компетентности

Ерцкина Елена Борисовна
Формирование проектноконструкторской компетентности
студентов в процессе
профессионального
инженерного образования
научный руководитель: доктор педагогических
наук, профессор
ОСИПОВА СВЕТЛАНА ИВАНОВНА
13.00.08 - Теория и методика
профессионального образования
1
Противоречия:
между
– возрастающими требованиями общества к подготовке будущего
специалиста, его способности к проектированию, конструированию и
недостаточной ориентированностью инженерного образования на
формирование таких способностей;
–
необходимостью
формирования
проектно-конструкторской
компетентности
как
доминирующей
составляющей
профессиональной подготовки будущих инженеров и отсутствием
теоретического и практического обеспечения этого процесса;
–
потенциальными возможностями общеинженерных дисциплин
проектировочного цикла и недостаточным реальным вкладом их в
формировании
проектно-конструкторской
компетентности
в
профессиональной подготовке будущего специалиста
2
Тема исследования: Формирование проектноконструкторской
компетентности
студентов в процессе профессионального
инженерного образования
• Объект
исследования:
профессиональное
инженерное образование.
• Предмет исследования: педагогические условия
формирования
проектно
конструкторской
компетентности
в процессе профессионального
инженерного образования.
• Цель
исследования:
выявить,
теоретически
обосновать и опытно-экспериментальным путем
проверить педагогические условия формирования
проектно
конструкторской
компетентности
студентов
в
процессе
профессионального
инженерного образования.
3
Гипотеза исследования:
формирование
проектно-конструкторской
компетентности
профессиональном инженерном образовании будет успешным, если:
в
• определена
сущность
и
структура
проектно-конструкторской
компетентности как ключевой в профессиональном инженерном
образовании;
• содержание дисциплин
проектировочного цикла ГОС ВПО
представлено в виде совокупности модулей с выделением функции
каждого модуля в функции составляющих действий проектноконструкторской компетентности;
• педагогические технологии обеспечивают включенность студентов в
ценностно-поисковые виды деятельности по овладению специальными
знаниями
проектно-конструкторской
деятельности,
формируют
положительное отношение, устойчивый интерес, осознание смысла и
значимости проектно-конструкторской компетентности.
4
Задачи исследования
•
•
•
•
•
•
Охарактеризовать проблемы профессионального инженерного образования в
контексте реализации компетентностного подхода.
Выявить сущность и структуру проектно-конструкторской компетентности
как ключевой компетентности в профессиональной инженерной
деятельности.
Выявить и теоретически обосновать педагогические условия формирования
проектно-конструкторской
компетентности
в
профессиональном
образовании.
Провести модуляризацию содержания дисциплин проектировочного цикла
ГОС ВПО представленную в виде совокупности модулей с выделением
функции каждого модуля в функции составляющих действий проектноконструкторской компетентности.
Выбрать педагогические технологии обеспечивающие включенность
студентов в ценностно-поисковые виды деятельности по овладению
специальными
знаниями
проектно-конструкторской
деятельности,
формированию положительного отношения, устойчивого интереса, осознание
смысла и значимости проектно-конструкторской компетентности.
Осуществить опытно-экспериментальную проверку педагогических условий,
способствующих формированию проектно-конструкторской компетентности
студентов в процессе профессионального инженерного образования и5
выявить их эффективность.
Методологическая основа
исследования:
• идеи системного подхода (В.Г. Афанасьев,
В.С. Ильин, В.В. Краевский, В.И. Кремянский
и др.);
• деятельностного подхода (И.А. Зимняя,
В.В.Давыдов, А.Н. Леонтьев, А.В. Перовский,
С.Л. Рубинштейн и др.);
• целостного подхода (Б.Г. Ананьев, В.С.
Ильин, В.А. Сластенин, А.М. Саранов, Н.К.
Сергеев и др.);
• междисциплинарного
подхода
(Э.Н.
Гусинский, Ф.К. Савина, В.Т. Фоменко и др.);
6
Теоретическая основа
исследования
• общедидактическая
теория
содержания
образования (В.В. Краевский, И.Я. Лернер, Н.М.
Скаткин и др.);
• теория высшего образования (С.И. Архангельский,
Ю.К. Бабанский, В.П. Беспалько и др.);
• общая теория деятельности и деятельностного
развития личности (Н.Г. Алексеев, Ю.К. Бабанский,
Ю.В. Громыко, Л.С. Выготский, П.Я. Гальперин,
А.Н. Леонтьев и др.).
• теоретической работы в области модульного
обучения (Н.Б. Лаврентьевой, Г.В. Лаврентьева, И.Б.
Сеновский, П.И.Третьяков, М. А. Чошанова, Т.И.
Шамова, П.А. Юцявичене)
7
Конкретизация понятийного
аппарата
• компетенция:
отвлеченная
(отчужденная),
взятая
безотносительно к личности норма, достижение которой
может свидетельствовать о возможности продуктивной
деятельности в определенной сфере.
• компетентность: интегративное свойство личности,
характеризующее его стремление и готовность реализовать
свой потенциал (знания, умения, опыт, личностные качества
и др.) для успешной деятельности в определенной области.
• профессиональная
компетентность:
личностная,
интегративная, формируемая характеристика способности и
готовности выпускника (специалиста) успешно применять
знания, учения, опыт и личностные качества в стандартных
и
изменяющихся
ситуациях
профессиональной
деятельности.
8
Структура
компетентности
Структура
компетентности
компоненты
мотивационноценностный
когнитивный
владение знаниями
содержания
компетентности
отношение к
содержанию компетентности
и объекту,
готовность реализовывать
деятельностный
рефлексивнооценочный
опыт
проявления,
умения
Регуляция процесса и
результат проявления
компетентности
9
Анализ высшего профессионального
инженерного образования
• проблема неадекватности высшего образования современным
требованиям профессиональной деятельности;
• результаты
профессионального
инженерного
образования
описываются в ЗУНах;
• содержание подготовки специалиста, выстроенное через большой
набор дисциплин различных предметных областей;
• жесткая привязка получаемой квалификации к объекту и предмету
труда;
• функциональная непригодность выпускника;
• перехода в ВПО от профессионально-квалификационной модели к
компетентностно-квалификационной.
10
• Конструирование - процесс
разработки
конструкции
технической
системы
с
использованием
определенным
образом
связанных стандартных и изобретенных
элементов.
Результат конструкторской
деятельности материализован в виде опытного
образца.
• Проектирование особый вид инженерной
деятельности,
связанный
с научнотехническими расчетами на чертеже основных
параметров будущей технической системы, ее
предварительным исследованием. Продукт
проектировочной деятельности выражается в
особой знаковой форме: текст, чертеж, график,
расчет, модель на компьютере.
11
Проектно-конструкторская
компетентность –
это личностная, интегративная, формируемая
характеристика способности и готовности
выпускника (специалиста), проявляющаяся в
проектировании, охватывающем
полный
жизненный цикл проектируемого изделия, на
основе
владения
специальными
проектноконструкторскими
знаниями и умениями,
использования современных технологий
и
средств проектирования, обоснованного выбора и
оптимизации в случае многовариантности
решений; учета быстрого изменения технологий.
12
Сущностные характеристики
проектно-конструкторской
компетентности студента
• универсальность (по характеру и степени применимости);
• многофункциональность (позволяет решать различные
проблемы в повседневной, профессиональной
и социальной жизни);
• многомерность
(включает
различные
умственные
процессы и интеллектуальные умения);
• интеллектуальная насыщенность (абстрактное мышление,
саморефлексия, критическое мышление и т.д.);
• объемность (представляет
широкую компетенцию в
образовании и обеспечивает
связь
с актуальными
проблемами с точки зрения личности);
• междисциплинарность и надпредметность (в условиях
образования).
13
Структура проектно-конструкторской
компетентности
Проектно-конструкторская компетентность
мотивационноценностный
положительное
отношение к
проектированию
проявление
устойчивого
интереса
осознание смысла
проектноконструкторской
компетентности
когнитивный
деятельностный
рефлексивнооценочный
демонстрирует
базовые знания
проектноконструкторской
деятельности
организация
и выполнение
проектной
деятельности
самоанализ
проектноконструкторской
деятельности
владеет
специальными
знаниями
проектноконструкторской
деятельности
Организация
и выполнение
конструкторской
деятельности
самооценка
проектноконструкторской
деятельности
14
ПЕРВОЕ ПЕДАГОГИЧЕСКОЕ УСЛОВИЕ
модуляризация содержания дисциплин
проектировочного цикла ГОС ВПО
представленная в виде совокупности
модулей
с
выделением
функции
каждого
модуля
в
функции
составляющих
действий
проектноконструкторской компетентности
15
принципы модуляризации содержания
образования
• ориентированность на интегрированную дидактическую цель формирование проектно-конструкторской компетентности;
• многообразия и разноуровневость содержания образования,
представленного
отдельными
модулями
резервного
информационно-деятельностного множества модулей;
• деятельности и оперативности знаний и их системы;
• гибкости,
проявляющейся
в
построении
индивидуализированного содержания и выбора обучающимся
индивидуальной
образовательной
траектории
и
индивидуализированного темпа усвоения учебного материала;
• субъект-субъектного
взаимодействия
участников
образовательного процесса;
• проблемности содержание образования представляется в
проблемной форме, активизируя образовательный процесс.
16
Резервное информационно-деятельностное множество модулей
ГОСТ ВПО
РИДММ
Базовые
информационнодеятельностные
модули
Дополнительные информационнодеятельностные модули
О
Б
Л
А
С
Т
И
З
Н
А
Н
И
Й
гуманитарная
Специальные информационнодеятельностные модулей
информационноконтролирующая
социалогическая
экономическая
экологическая
консультативноконтролирующая
17
Базовые информационно-деятельностные модули
Модуль 1
Точка. Прямая.
Модуль 4
Проекции
геометрических
тел.
Модуль 2
Плоскость.
Главные линии
плоскости.
Модуль 3
Аксонометрическ
ие проекции
Модуль 5
Пересечение
геометрических
тел плоскостью.
Развертки.
Модуль 6
Пересечение
поверхностей тел
Модуль 7
Модуль 8
Модуль 9
Оформление
графической
документации.
Изображения.
Виды. Разрезы.
Сечения.
Соединения
разъемные и
неразъемные.
Модуль 10
Модуль 11
Изделия. Виды
изделий. Эскизы
Чтение и
деталирование
чертежей СБ и
ОВ.
Итоговый
контроль
18
Структура базовых модулей с выделением
функций структурного элемента
М.Э.1
М.Э.2
М.Э. 3
М.Э. 4
М.Э. 5
Ф.М.Ц.2
Ф.М.Ц.3
Ф.М.Ц.1
Ф.Р.О.2
Ф.М.Ц.3
М.Э.6
М.Э.7
М.Э.8
М.Э.9
М.Э.10
Ф.Р.О. 1
Ф.Д.1
Ф.К.1
Ф.Д.2
Ф.К. 1
М.Э.11
Итоговый
контроль
Ф.К.2
19
Специальные информационно-деятельностные модули
Модуль 2
Модуль 1
Сбег резьбы, фаски,
проточки
Стандартные
резьбовые
крепежные детали
и их условные
обозначения
Модуль 4
Модуль 5
Шероховатость
поверхностей и
обозначение
покрытий
Разновидности
зубчатых колес
и их параметры
Модуль 7
Изображение
типовых
составных частей
изделий
Модуль 8
Сборочные
чертежи
неразъемных
соединений
Модуль 3
Основные сведения
о допусках и
посадках
Модуль 6
Разновидности
зубчатых передач и
их элементов
Итоговый
контроль
20
Дополнительные информационно-деятельностные модули
Модуль 3
Модуль 1
Модуль 2
Сопряжение линий
Лекальные кривые
Модуль 4
Модуль 5
Чтение чертежей
моделей
Сечение полых
моделей и линии
среза деталей
Геометрические
тела как элементы
моделей и деталей
машин
Модуль 6
Элементы
технического
рисования
Модуль 7
Модуль 8
Модуль 9
Условности и
упрощения
Графические
изображения
материалов в
сечениях
Винтовые
поверхности и
изделия с резьбой
Итоговый
контроль
21
ВТОРОЕ ПЕДАГОГИЧЕСКОЕ УСЛОВИЕ
педагогические технологии, обеспечивающие
включенность студентов в ценностнопоисковые виды деятельности по овладению
специальными
знаниями
проектноконструкторской
деятельности,
формированию положительного отношения,
устойчивого интереса, осознание смысла и
значимости
проектно-конструкторской
компетентности.
22
ТЕХНОЛОГИЯ ОБУЧЕНИЯ
модель
совместной
учебной
и
педагогической
деятельности
по
проектированию,
организации
и
проведению
учебного
процесса
обеспечивающая
достижения
поставленных целей в комфортных
условиях
23
признаки выбора педагогических технологий
• от цели дисциплины;
• от содержания учебного модуля и его функций;
• от подготовленности аудитории к формированию
проектно-конструкторской компетентности;
• от результата деятельности;
• от готовности
преподавателя по управлению
формирования
проектно-конструкторской
компетентности;
• от организации форм занятий.
24
Основные показатели
входного и выходного
тестирований
Практическое
занятие
на начало и окончание ОЭР в экспериментальных группах, %
25
Основные показатели входного и выходного тестирований
на начало и окончание ОЭР контрольных группах, %
26
НАУЧНАЯ НОВИЗНА
Выявлена сущность понятия «проектно-конструкторская компетентность», как интегративная,
формируемая характеристика способности и готовности выпускника (специалиста),
проявляющаяся в проектировании, охватывающем
полный жизненный цикл
проектируемого изделия, на основе владения специальными проектно-конструкторскими
знаниями и умениями, использования современных технологий и средств проектирования,
обоснованного выбора и оптимизации в случае многовариантности решений; учета
быстрого изменения технологий.
Выявлены теоретически и подтверждены в опытно-экспериментальной работе совокупность
педагогических условий формирования проектно-конструкторской компетентности
студентов в процессе профессионального инженерного образования на основе принципов
личностно-ориентированного образования:
– модуляризация содержание дисциплин
проектировочного цикла ГОС ВПО
представленная в виде совокупности модулей с выделением функции каждого модуля в
функции составляющих действий проектно-конструкторской компетентности.
– педагогические технологии обеспечивающие включенность студентов в ценностнопоисковые виды деятельности по овладению специальными знаниями проектноконструкторской деятельности, формирующие положительное отношение, устойчивый
интерес, осознание смысла и значимости проектно-конструкторской компетентности.
Разработана структура формирования проектно-конструкторской компетентности как
единство
следующих
компонентов:
мотивационно-ценностного,
когнитивного,
27
деятельностного и рефлексивно-оценочного.
НАУЧНАЯ НОВИЗНА
Установлено соответствие компонентов проектно-конструкторской компетентности, их
составляющих действий и уровней сформированности проектно-конструкторской
компетентности.
Разработана педагогическая модель формирования проектно-конструкторской компетентности
студентов в процессе профессионального инженерного образования, включающую цель,
методологическую основу, базовую идею и ведущие принципы, педагогические условия и
средства, этапы формирования и критерии оценки формирования проектно-конструкторской
компетентности студента.
Определена степень сформированности проектно-конструкторской компетентности по
следующим критериям:
– мотивационно-ценностный компонент, ориентирующий студента на осознание смысла
проектно-конструкторской деятельности;
– когнитивный компонент, направленный на применение инженерных знаний в решении
профессиональных ситуаций;
– деятельностный компонент, целью которого является осуществление проектной и
конструкторской деятельности;
– рефлексивно-оценочный компонент, направленный на анализирование и контролирование
результатов своей деятельности.
Установлена положительная динамика по всем компонентам, характеризующих проектноконструкторскую компетентность, достигнутая в результате реализации теоретически
28
обоснованных педагогических условиях.
СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ
29