Помощь студентам в учебе
Инновационные педагогические технологии как средство развития пространственного мышления обучающихся на элективном курсе
|
ВВЕДЕНИЕ 4
1 Теоретические основы развития пространственного мышления 9
1.1 Сущность понятия «пространственное мышление» 9
1.2 Психолого-педагогические условия развития пространственного мышления 14
1.3 Инновационные педагогические технологии в развитии пространственного мышления 21
Выводы по 1 главе 27
2 Методика обучения на элективном курсе «Инженерная графика» с
использованием инновационных педагогических технологий 29
2.1 Рекомендации по использованию инновационных педагогических 29
технологий в элективном курсе
2.2 Проектирование структуры средств обучения на элективном курсе 40
2.3 Эскизное проектирование и технология изготовления конструктора «Геометрические тела» 47
2.4 Расчёт себестоимости проекта 55
Выводы по 2 главе 59
3 Проверка эффективности влияния разработанной методики на развитие
пространственного мышления обучающихся 61
3.1 Программа экспериментального исследования 61
3.2 Результаты экспериментального исследования 63
Выводы по 3 главе 66
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 67
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 70
ПРИЛОЖЕНИЕ А Лекала конструктора «Геометрические тела» 74
ПРИЛОЖЕНИЕ Б Фотографии конструктора «Геометрические тела» 82
ПРИЛОЖЕНИЕ В Тест пространственного мышления И.С. Якиманская,
В.Г. Зархин, X.-M.X, Кадаяс 84
1 Теоретические основы развития пространственного мышления 9
1.1 Сущность понятия «пространственное мышление» 9
1.2 Психолого-педагогические условия развития пространственного мышления 14
1.3 Инновационные педагогические технологии в развитии пространственного мышления 21
Выводы по 1 главе 27
2 Методика обучения на элективном курсе «Инженерная графика» с
использованием инновационных педагогических технологий 29
2.1 Рекомендации по использованию инновационных педагогических 29
технологий в элективном курсе
2.2 Проектирование структуры средств обучения на элективном курсе 40
2.3 Эскизное проектирование и технология изготовления конструктора «Геометрические тела» 47
2.4 Расчёт себестоимости проекта 55
Выводы по 2 главе 59
3 Проверка эффективности влияния разработанной методики на развитие
пространственного мышления обучающихся 61
3.1 Программа экспериментального исследования 61
3.2 Результаты экспериментального исследования 63
Выводы по 3 главе 66
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 67
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 70
ПРИЛОЖЕНИЕ А Лекала конструктора «Геометрические тела» 74
ПРИЛОЖЕНИЕ Б Фотографии конструктора «Геометрические тела» 82
ПРИЛОЖЕНИЕ В Тест пространственного мышления И.С. Якиманская,
В.Г. Зархин, X.-M.X, Кадаяс 84
Пространственное мышление - важный компонент психического развития человека, значимость которого неоднократно подчеркивали педагоги и психологи. В связи с этим одной из основных задач школы является развитие пространственного мышления школьников, которое заключается в способности создавать образы в трехмерном пространстве.
Графические дисциплины способствуют формированию пространственного мышления человека, т.к. они связаны с изучением размеров и форм различных объектов, с определением размещения элементов относительно друг друга, с ознакомлением компоновки и структуры разных деталей и предметов. Они помогают воспринимать окружающий мир в реальном измерении, что позитивно сказывается на формировании компетентности будущего инженера.
При этом уже несколько лет черчение не является обязательным предметом для изучения в школе. Данный предмет школа вправе преподавать как предмет по выбору, или в форме элективного курса. Знания, умения и навыки, которые учащиеся целенаправленно получали на уроках черчения, приходится формировать учителям технологии, геометрии и изобразительного искусства.
Поэтому перед современной школой встает проблема подготовки выпускников к освоению технических наук. Но, к сожалению, сегодня учащиеся или совсем не изучают черчение, или, же изучают его в очень сокращенном виде.
В программе предмета «Технология» предусмотрено изучение черчения, только в рамках данного предмета. Если раньше «Черчение» было отдельным предметом в учебном плане, то сегодня, к сожалению, в школах идет сокращение часов, и он входит в программу предмета «Технология». Конечно, за такое короткое время невозможно глубоко изучить такой сложный предмет.
Целесообразным решением проблемы подготовки выпускников к освоению технических наук может стать профильное образование учащихся через элективный курс технологического направления. Для успешной работы в этом направлении необходим, прежде всего, компетентный учитель, а также грамотно разработанная рабочая программа с использованием современных методов, приёмов и средств обучения - так называемых «инновационных педагогических технологий».
Использование в педагогической деятельности инновационных технологий позволяет повышать мотивацию обучающихся, профессионально-практическую направленность занятий, а следовательно, добиваться более высоких результатов в обучении.
Использование инновационных технологий позволяет расширить учебный процесс и, не отрываясь от проблем обучения и воспитания, развить личностные качества обучающихся, в том числе пространственное мышление, так необходимое обучающимся, при изучении графики.
Современные образовательные технологии связаны с повышением эффективности обучения и воспитания и направлены на конечный результат образовательного процесса - подготовку высококвалифицированных рабочих кадров и специалистов, способных успешно осваивать новые профессиональные области, гибко и динамично реагировать на изменяющиеся социально-экономические условия, обладающих высокими нравственными качествами в условиях инновационного образовательного пространства.
Одним из основополагающих вопросов, изучаемых на начальном этапе освоения курса черчения, является анализ геометрической формы предмета. От того, насколько успешно учащиеся освоят данную тему, зависит дальнейший процесс освоения этого не легкого для многих предмета.
Анализ педагогических исследований и публикаций учителей- практиков показывает, что от качества и правильного использования дидактических материалов в процессе обучения черчению, зависит успешность учебной деятельности обучающихся. При проведении анализа информационных источников по теме исследования выявлен очень малый процент средств обучения графике, способствующих развитию пространственного мышления учащихся, которые можно было бы назвать «инновационными», промышленность практически не выпускает. Поэтому, учителям приходится разрабатывать и изготавливать их самостоятельно.
Таким образом, в современном состоянии вопроса сложились следующие неразрешимые противоречия между:
- необходимостью хорошо развитого пространственного мышления и отсутствием условий целенаправленного его развития в учреждениях основного общего образования;
- потребностью промышленности в квалифицированных инженерах и отсутствием условий в учреждениях основного общего образования для подготовки выпускников к освоению технических наук;
- потребностью в организации элективных курсов технологического направления и недостаточно разработанной методикой использования инновационных педагогических технологий на элективном курсе по черчению.
Наличие противоречий позволило сформулировать проблему нашего исследования - какие инновационные педагогические технологии возможно использовать на элективном курса по черчению, чтобы они могли способствовать развитию пространственного мышления обучающихся? Так как, указанная проблема мало исследована и в тоже время очень важна для осуществления профильной подготовки обучающихся в освоении технических наук, то тема исследования «Инновационные педагогические технологии как средство развития пространственного мышления обучающихся на элективном курсе» является актуальной.
Цель исследования - разработать методику использования инновационных педагогических технологий на элективном курсе, способствующую развитию пространственного мышления обучающихся.
Гипотеза исследования - пространственное мышление обучающихся будет развито на более высоком уровне, если:
- процесс обучения осуществлять на элективном курсе по графике в рамках предпрофильной подготовки обучающихся;
- в процессе обучения будут использоваться инновационные педагогические технологии (коллективные формы работы, проектная деятельность, информационные технологии и др.);
- использовать специально разработанные средства обучения.
В соответствии с целью и гипотезой были поставлены следующие задачи:
1) Выявить теоретические основы развития пространственного мышления.
2) Разработать методику обучения на элективном курсе «Инженерная графика» с использованием инновационных педагогических технологий.
3) Провести мониторинг влияния разработанной методики развития пространственного мышления обучающихся на элективном курсе.
Теоретико-методологической основой работы явились труды о сущности пространственного мышления и условиях его развития (Н.Д. Бондарева, П.Я. Гальперин, В.А. Гусев, Е.А.Ермак, И.Я. Каплунович, В.С. Столетнев, И.Ф. Шарыгин, И.С. Якиманская и др.); работы о инновационных педагогических технологиях (Л.П. Крившенко, И.П. Раченко, С. Д. Смирнов, К. У. Устемиров, А.М. Матюшкин и др.); средствах обучения (В.С. Безруков, С.М. Вишнякова, П.И. Пидкасистый и др); нормативные документы (Концепция модернизации российского образования, Концепция профильного обучения на старшей ступени общего образования, Педагогико¬эргономические требования к средствам обучения образования).
Методы исследования: теоретический анализ и обобщение педагогических, методических трудов по проблеме исследования; методы педагогического моделирования, проектирования, конструирования; изучение научной периодической печати по теме исследования, педагогический эксперимент с применением теста пространственного мышления И.С. Якиманская, В.Г. Зархин, X.-Y1.X, Кадаяс, методы количественной и качественной обработки информации.
База исследования: МБОУ «Средняя общеобразовательная школа №8» г. Бийска.
Новизна результатов исследования состоит в том, что разработана оригинальная методика обучения черчению на элективном курсе с использованием деловой игры и других инновационных педагогических технологий, а так же разработанных средств обучения, обеспечивающих реализацию интерактивных методов обучения.
Практическая значимость исследования: результаты исследования могут быть внедрены в профильную подготовку учащихся по черчению в учреждениях основного общего образования для повышения интереса к изучению графики и дальнейшего успешного освоения технических наук, а так же могут быть использованы учителями на уроках предмета «Технология» для развития пространственного мышления у учащихся.
Структура работы соответствует логике исследования и включает в себя введение, теоретическую часть, практическую часть, заключение, список использованной литературы, приложения, содержит таблицы, диаграммы и рисунки.
Графические дисциплины способствуют формированию пространственного мышления человека, т.к. они связаны с изучением размеров и форм различных объектов, с определением размещения элементов относительно друг друга, с ознакомлением компоновки и структуры разных деталей и предметов. Они помогают воспринимать окружающий мир в реальном измерении, что позитивно сказывается на формировании компетентности будущего инженера.
При этом уже несколько лет черчение не является обязательным предметом для изучения в школе. Данный предмет школа вправе преподавать как предмет по выбору, или в форме элективного курса. Знания, умения и навыки, которые учащиеся целенаправленно получали на уроках черчения, приходится формировать учителям технологии, геометрии и изобразительного искусства.
Поэтому перед современной школой встает проблема подготовки выпускников к освоению технических наук. Но, к сожалению, сегодня учащиеся или совсем не изучают черчение, или, же изучают его в очень сокращенном виде.
В программе предмета «Технология» предусмотрено изучение черчения, только в рамках данного предмета. Если раньше «Черчение» было отдельным предметом в учебном плане, то сегодня, к сожалению, в школах идет сокращение часов, и он входит в программу предмета «Технология». Конечно, за такое короткое время невозможно глубоко изучить такой сложный предмет.
Целесообразным решением проблемы подготовки выпускников к освоению технических наук может стать профильное образование учащихся через элективный курс технологического направления. Для успешной работы в этом направлении необходим, прежде всего, компетентный учитель, а также грамотно разработанная рабочая программа с использованием современных методов, приёмов и средств обучения - так называемых «инновационных педагогических технологий».
Использование в педагогической деятельности инновационных технологий позволяет повышать мотивацию обучающихся, профессионально-практическую направленность занятий, а следовательно, добиваться более высоких результатов в обучении.
Использование инновационных технологий позволяет расширить учебный процесс и, не отрываясь от проблем обучения и воспитания, развить личностные качества обучающихся, в том числе пространственное мышление, так необходимое обучающимся, при изучении графики.
Современные образовательные технологии связаны с повышением эффективности обучения и воспитания и направлены на конечный результат образовательного процесса - подготовку высококвалифицированных рабочих кадров и специалистов, способных успешно осваивать новые профессиональные области, гибко и динамично реагировать на изменяющиеся социально-экономические условия, обладающих высокими нравственными качествами в условиях инновационного образовательного пространства.
Одним из основополагающих вопросов, изучаемых на начальном этапе освоения курса черчения, является анализ геометрической формы предмета. От того, насколько успешно учащиеся освоят данную тему, зависит дальнейший процесс освоения этого не легкого для многих предмета.
Анализ педагогических исследований и публикаций учителей- практиков показывает, что от качества и правильного использования дидактических материалов в процессе обучения черчению, зависит успешность учебной деятельности обучающихся. При проведении анализа информационных источников по теме исследования выявлен очень малый процент средств обучения графике, способствующих развитию пространственного мышления учащихся, которые можно было бы назвать «инновационными», промышленность практически не выпускает. Поэтому, учителям приходится разрабатывать и изготавливать их самостоятельно.
Таким образом, в современном состоянии вопроса сложились следующие неразрешимые противоречия между:
- необходимостью хорошо развитого пространственного мышления и отсутствием условий целенаправленного его развития в учреждениях основного общего образования;
- потребностью промышленности в квалифицированных инженерах и отсутствием условий в учреждениях основного общего образования для подготовки выпускников к освоению технических наук;
- потребностью в организации элективных курсов технологического направления и недостаточно разработанной методикой использования инновационных педагогических технологий на элективном курсе по черчению.
Наличие противоречий позволило сформулировать проблему нашего исследования - какие инновационные педагогические технологии возможно использовать на элективном курса по черчению, чтобы они могли способствовать развитию пространственного мышления обучающихся? Так как, указанная проблема мало исследована и в тоже время очень важна для осуществления профильной подготовки обучающихся в освоении технических наук, то тема исследования «Инновационные педагогические технологии как средство развития пространственного мышления обучающихся на элективном курсе» является актуальной.
Цель исследования - разработать методику использования инновационных педагогических технологий на элективном курсе, способствующую развитию пространственного мышления обучающихся.
Гипотеза исследования - пространственное мышление обучающихся будет развито на более высоком уровне, если:
- процесс обучения осуществлять на элективном курсе по графике в рамках предпрофильной подготовки обучающихся;
- в процессе обучения будут использоваться инновационные педагогические технологии (коллективные формы работы, проектная деятельность, информационные технологии и др.);
- использовать специально разработанные средства обучения.
В соответствии с целью и гипотезой были поставлены следующие задачи:
1) Выявить теоретические основы развития пространственного мышления.
2) Разработать методику обучения на элективном курсе «Инженерная графика» с использованием инновационных педагогических технологий.
3) Провести мониторинг влияния разработанной методики развития пространственного мышления обучающихся на элективном курсе.
Теоретико-методологической основой работы явились труды о сущности пространственного мышления и условиях его развития (Н.Д. Бондарева, П.Я. Гальперин, В.А. Гусев, Е.А.Ермак, И.Я. Каплунович, В.С. Столетнев, И.Ф. Шарыгин, И.С. Якиманская и др.); работы о инновационных педагогических технологиях (Л.П. Крившенко, И.П. Раченко, С. Д. Смирнов, К. У. Устемиров, А.М. Матюшкин и др.); средствах обучения (В.С. Безруков, С.М. Вишнякова, П.И. Пидкасистый и др); нормативные документы (Концепция модернизации российского образования, Концепция профильного обучения на старшей ступени общего образования, Педагогико¬эргономические требования к средствам обучения образования).
Методы исследования: теоретический анализ и обобщение педагогических, методических трудов по проблеме исследования; методы педагогического моделирования, проектирования, конструирования; изучение научной периодической печати по теме исследования, педагогический эксперимент с применением теста пространственного мышления И.С. Якиманская, В.Г. Зархин, X.-Y1.X, Кадаяс, методы количественной и качественной обработки информации.
База исследования: МБОУ «Средняя общеобразовательная школа №8» г. Бийска.
Новизна результатов исследования состоит в том, что разработана оригинальная методика обучения черчению на элективном курсе с использованием деловой игры и других инновационных педагогических технологий, а так же разработанных средств обучения, обеспечивающих реализацию интерактивных методов обучения.
Практическая значимость исследования: результаты исследования могут быть внедрены в профильную подготовку учащихся по черчению в учреждениях основного общего образования для повышения интереса к изучению графики и дальнейшего успешного освоения технических наук, а так же могут быть использованы учителями на уроках предмета «Технология» для развития пространственного мышления у учащихся.
Структура работы соответствует логике исследования и включает в себя введение, теоретическую часть, практическую часть, заключение, список использованной литературы, приложения, содержит таблицы, диаграммы и рисунки.
В ходе исследования были решены поставленные задачи, подтверждена выдвинутая гипотеза. Результаты исследования подтверждают актуальность и практическую значимость работы. Данные полученные в результате исследования позволяют сформулировать окончательные выводы.
«Пространственное мышление» определяется психологами и методистами по-разному, но все они сводят пространственное мышление к мышлению образами. Было выявлено содержание пространственного мышления - оперирование пространственными образами на основе их создания с использованием наглядной опоры (предметной или графической, разной меры общности и условности); рассмотрены уровни развития пространственного мышления (низкий, средний, высокий). Установлена одна из основных причин не достаточно развитого пространственного мышления у большинства обучающихся — несовершенство методики развития пространственного мышления в рамках школьных дисциплин и отсутствие соответствующих средств обучения для развития пространственного мышления обучающихся.
Установлено, что индивидуальные особенностей пространственного мышления обучающихся делятся на устойчивые и «гибкие» по отношению к влиянию обучения. Рассмотрены полнота структуры и широта оперирования пространственными образами. Определены наиболее эффективные средства развития пространственного мышления обучающихся: работа с объёмными геометрическими фигурами, оперирования моделями геометрических объектов, задания на применение первичных топологических и проективных представлений, внимательном рассматривании чертежей и натуральных объемных тел, конструирование, моделирование, выполнение и чтение чертежей, решение конструкторских задач. Выявлены упражнения для развития пространственного мышления: оригами, пазлы, манипуляции с фигурами, перечерчивание фигур, представления, схемы и чертежи, специальные игра («Угадай предмет», «Муха»).
Рассмотрены различные взгляды на понятие «инновационные технологии», определено, что представляется целесообразным и обоснованным понимать «инновационные образовательные технологии» как некий алгоритм, упорядоченную последовательность действий участников педагогического процесса в целях достижения максимального педагогического результата при минимуме или оптимуме затрат. Структурирована информация об уровнях инновационности образовательных технологий. Рассмотрены возможности инновационных педагогических технологий (интерактивные технологии обучения, технология проектного обучения, информационные технологии) в целях развития пространственного мышления обучающихся.
Разработан тематический план элективного курса по черчению с использованием инновационных педагогических технологий (взаимоопрос обучающихся, работа в микро-группах, деловая игра с использованием конструктора «Геометрические тела», выполнение заданий с проблемной ситуацией, работа со слайдами компьютерной презентации, работа с видеоматериалом) и методика их использования в рамках элективного курса «Инженерная графика».
Разработана технологическая карта урока по теме «Анализ геометрической формы предмета» с использованием инновационных педагогических технологий (коллективная работа, деловая игра, информационные технологии).
Выявлены функции дидактических средств: познавательная, формирующая, дидактическая, мотивационная. Установлена классификация средств обучения: натуральные объекты; модели; учебные приборы; учебное оборудование; экранно-звуковые средства обучения; печатные средства обучения. Определено, что в число дидактических средств необходимо включить и такие, с которыми связана деятельность учителя не только на этапе подготовки к занятию, но также и при его проведении - это организационно-методическое обеспечение (программа дисциплины, поурочное планирование, план-конспект занятия). Определена структура средств обучения для урока по теме «Анализ геометрической формы предмета» с использованием инновационных педагогических технологий.
Разработан эскизный проект конструктора «Геометрические тела», который состоит из следующих деталей: 28 многогранников (призма трёхгранная, параллелепипеды, кубы) и 11 тел вращения (цилиндры, конус); эскизы и определён перечень потенциальных моделей для сборки из модулей конструктора: беседка, крепость (фрагмент), робот, грузовой автомобиль, легковой автомобиль, ракета, космическая станция. Определены припуски на шов, размеры фрагментов текстильной застёжки, швы и нитки, выполнены лекала деталей конструктора, на которых указаны места пришивания текстильной застёжки, разработаны технологические карты на изготовление модулей конструктора.
Изготовлен набор конструктора «Геометрические тела» для деловой игры «Конструкторское бюро» на занятиях элективного курса «Инженерная графика».
Рассчитана себестоимость разработки проекта и изготовления конструктора «Геометрические тела», которая составила 27027,84 руб.
Осуществлена экспериментальная проверка эффективности разработанной методики (методы диагностики - тест пространственного мышления И.С. Якиманская, В.Г. Зархин, X.-M.X, Кадаяс), которая показала её эффективность в развитии пространственного мышления обучающихся.
«Пространственное мышление» определяется психологами и методистами по-разному, но все они сводят пространственное мышление к мышлению образами. Было выявлено содержание пространственного мышления - оперирование пространственными образами на основе их создания с использованием наглядной опоры (предметной или графической, разной меры общности и условности); рассмотрены уровни развития пространственного мышления (низкий, средний, высокий). Установлена одна из основных причин не достаточно развитого пространственного мышления у большинства обучающихся — несовершенство методики развития пространственного мышления в рамках школьных дисциплин и отсутствие соответствующих средств обучения для развития пространственного мышления обучающихся.
Установлено, что индивидуальные особенностей пространственного мышления обучающихся делятся на устойчивые и «гибкие» по отношению к влиянию обучения. Рассмотрены полнота структуры и широта оперирования пространственными образами. Определены наиболее эффективные средства развития пространственного мышления обучающихся: работа с объёмными геометрическими фигурами, оперирования моделями геометрических объектов, задания на применение первичных топологических и проективных представлений, внимательном рассматривании чертежей и натуральных объемных тел, конструирование, моделирование, выполнение и чтение чертежей, решение конструкторских задач. Выявлены упражнения для развития пространственного мышления: оригами, пазлы, манипуляции с фигурами, перечерчивание фигур, представления, схемы и чертежи, специальные игра («Угадай предмет», «Муха»).
Рассмотрены различные взгляды на понятие «инновационные технологии», определено, что представляется целесообразным и обоснованным понимать «инновационные образовательные технологии» как некий алгоритм, упорядоченную последовательность действий участников педагогического процесса в целях достижения максимального педагогического результата при минимуме или оптимуме затрат. Структурирована информация об уровнях инновационности образовательных технологий. Рассмотрены возможности инновационных педагогических технологий (интерактивные технологии обучения, технология проектного обучения, информационные технологии) в целях развития пространственного мышления обучающихся.
Разработан тематический план элективного курса по черчению с использованием инновационных педагогических технологий (взаимоопрос обучающихся, работа в микро-группах, деловая игра с использованием конструктора «Геометрические тела», выполнение заданий с проблемной ситуацией, работа со слайдами компьютерной презентации, работа с видеоматериалом) и методика их использования в рамках элективного курса «Инженерная графика».
Разработана технологическая карта урока по теме «Анализ геометрической формы предмета» с использованием инновационных педагогических технологий (коллективная работа, деловая игра, информационные технологии).
Выявлены функции дидактических средств: познавательная, формирующая, дидактическая, мотивационная. Установлена классификация средств обучения: натуральные объекты; модели; учебные приборы; учебное оборудование; экранно-звуковые средства обучения; печатные средства обучения. Определено, что в число дидактических средств необходимо включить и такие, с которыми связана деятельность учителя не только на этапе подготовки к занятию, но также и при его проведении - это организационно-методическое обеспечение (программа дисциплины, поурочное планирование, план-конспект занятия). Определена структура средств обучения для урока по теме «Анализ геометрической формы предмета» с использованием инновационных педагогических технологий.
Разработан эскизный проект конструктора «Геометрические тела», который состоит из следующих деталей: 28 многогранников (призма трёхгранная, параллелепипеды, кубы) и 11 тел вращения (цилиндры, конус); эскизы и определён перечень потенциальных моделей для сборки из модулей конструктора: беседка, крепость (фрагмент), робот, грузовой автомобиль, легковой автомобиль, ракета, космическая станция. Определены припуски на шов, размеры фрагментов текстильной застёжки, швы и нитки, выполнены лекала деталей конструктора, на которых указаны места пришивания текстильной застёжки, разработаны технологические карты на изготовление модулей конструктора.
Изготовлен набор конструктора «Геометрические тела» для деловой игры «Конструкторское бюро» на занятиях элективного курса «Инженерная графика».
Рассчитана себестоимость разработки проекта и изготовления конструктора «Геометрические тела», которая составила 27027,84 руб.
Осуществлена экспериментальная проверка эффективности разработанной методики (методы диагностики - тест пространственного мышления И.С. Якиманская, В.Г. Зархин, X.-M.X, Кадаяс), которая показала её эффективность в развитии пространственного мышления обучающихся.