Помощь студентам в учебе
РАЗВИТИЕ ИНЖЕНЕРНЫХ КОМПЕТЕНЦИЙ ОБУЧАЮЩИХСЯ НА ОСНОВЕ КОНСТРУКТОРСКОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ В ПРОЦЕССЕ ОБУЧЕНИЯ ФИЗИКЕ
|
Введение 3
Глава 1. Дидактические аспекты развития инженерных компетенций обучающихся в соответствии с современными требованиями образования... .6
1.1 Анализ современных тенденций развития инженерных компетенций
обучающихся 6
1.2 Современные средства развития инженерных компетенций и виды
конструкторской деятельности обучающегося 11
1.3 Обзор методической литературы по использованию конструкторской
деятельности обучающихся 15
Глава 2. Деятельность учителя по развитию инженерных компетенций обучающихся в процессе конструкторской деятельности 23
2.1 Содержание компетенций как основа диагностических целей обучения. 23
2.2 Отбор содержания учебного материала и видов деятельности
обучающихся для формирования инженерных компетенций в процессе обучения физике 27
2.3 Мониторинг уровня развития инженерных компетенций обучающихся в
процессе обучения физике 44
Глава 3. Опытно-поисковая работа 52
Заключение 64
Библиографический список 66
Приложение
Глава 1. Дидактические аспекты развития инженерных компетенций обучающихся в соответствии с современными требованиями образования... .6
1.1 Анализ современных тенденций развития инженерных компетенций
обучающихся 6
1.2 Современные средства развития инженерных компетенций и виды
конструкторской деятельности обучающегося 11
1.3 Обзор методической литературы по использованию конструкторской
деятельности обучающихся 15
Глава 2. Деятельность учителя по развитию инженерных компетенций обучающихся в процессе конструкторской деятельности 23
2.1 Содержание компетенций как основа диагностических целей обучения. 23
2.2 Отбор содержания учебного материала и видов деятельности
обучающихся для формирования инженерных компетенций в процессе обучения физике 27
2.3 Мониторинг уровня развития инженерных компетенций обучающихся в
процессе обучения физике 44
Глава 3. Опытно-поисковая работа 52
Заключение 64
Библиографический список 66
Приложение
Современный этап экономического развития общества характеризуется ускоренными темпами освоения техники и технологий. Непрерывно требуются новые идеи для создания конкурентоспособной продукции, подготовки высококвалифицированных кадров. Внешние условия служат предпосылкой для реализации творческих возможностей личности, имеющей в биологическом отношении безграничный потенциал. Становится актуальной задача поиска подходов, методик, технологий для реализации потенциалов, выявления скрытых резервов личности.
Творческие способности и профессиональное мастерство специалистов становятся главной производительной силой общества, и в целях преумножения достижений во всех областях науки и техники, необходимо планомерное и заблаговременное развитие у молодёжи творческого воображения, технических способностей, обучения методам научно-технического творчества, привлечения её к изобретательской деятельности [28].
Министерством образования Российской Федерации в 2015 году разработан проект «Развитие инженерного образования». Реализация проекта осуществляется по трем направлениям:
• повышение престижа инженерных направлений подготовки и специальностей;
• модернизация содержания инженерного образования;
• определение оптимальных объемов и структуры подготовки инженерных кадров, основанных на привлечении ключевых работодателей к процессу формирования контрольных цифр приема граждан.
Основной задачей современного образования будущего инженера является подготовка компетентного специалиста, способного к саморазвитию и самореализации, умеющего решать нестандартные задачи, прогнозировать результат предстоящей деятельности и ориентированного на общечеловеческие ценности. Такое понимание ставит основной задачей инженерного образования подготовку выпускников, готовых к профессиональной деятельности и обладающих профессиональными компетенциями и инженерным мышлением. Формирование обширного круга подобных умений, как ни удивительно, начинается еще у дошкольников и продолжается в школьном возрасте. В условиях отсутствия целенаправленной педагогической работы по их развитию творческие способности, заложенные в ребенка природой, не будут эффективно реализованы в деятельности человека, зона профессиональных интересов которого лежит в области технологий и инженерии.
Проблемы низкого уровня сформированности инженерных компетенций выпускников ВТУЗов вызваны пробелами на различных этапах образования, в том числе, школьного.
Проблема изучения компетентностного подхода в образовательном процессе рассматривается в работах Зимней И.А., Мерзляковой О.П., Лернера И.Я., Болотова В.А., Зеер Э.Ф, Усовой А.В, Загвоздкина В.К., А.Д Иванова и др.
Использование конструкторской деятельности в процессе обучения освещено в работах В. А. Горского, В.И. Качнева, П.Н. Андрианова, В.Г. Разумовского, В.Е. Алексеева. Г.С. Альтшуллера, Н.И. Бабкина, А.Б. Бычкова, В.А. Горского, М.М. Зиновкиной, Б. М. Игошева, Д.М. Комского, С.К. Никулина, М.Н. Поволяевой, В.Д. Путилина, В.Г. Разумовского, И.С. Столярова, П.М. Якобсон. Формирование инженерного мышления в своих работах рассматривали Зуев П.В., Кощеева Е.С. и др.
Актуальность данной работы обусловлена необходимостью поиска новых методик и средств формирования инженерных компетенций обучающихся в процессе обучения физике в школе. В качестве такого средства рассмотрим конструирование в образовательном процессе.
Объект исследования: процесс обучения физике в общеобразовательной школе.
Цель исследования: научное обоснование методики использования конструирования на уроках физики и создание условий для формирования инженерных компетенций обучающихся.
Для достижения поставленной цели определена гипотеза: инженерные компетенции обучающихся будут сформированы если:
1) будет использоваться конструирование в процессе обучения физике;
2) будут использованы приемы развития самостоятельной деятельности, позволяющие увеличить долю самостоятельной работы в процессе учебно-познавательной деятельности;
Для проверки гипотезы исследования и реализации цели были поставлены следующие задачи:
1. Провести анализ психолого-педагогической литературы по вопросам формирования инженерных компетенций обучающихся средней школы, использованию конструирования в образовательном процессе.
2. Произвести отбор содержания материала по предмету «Физика» с целью формирования инженерных компетенций обучающихся средствами конструирования.
3. Разработать методику использования конструирования в образовательном процессе по физике для формирования инженерных компетенций.
4. Апробировать данную методику, сделать выводы о ее эффективности.
Практическая значимость исследования заключается во внедрении методики использования конструирования на уроках физики, разработке заданий по данному направлению и создании рекомендаций по использованию в образовательном процессе по физике.
Диссертация включает в себя введение, три главы, заключение, библиографический список и приложения.
Творческие способности и профессиональное мастерство специалистов становятся главной производительной силой общества, и в целях преумножения достижений во всех областях науки и техники, необходимо планомерное и заблаговременное развитие у молодёжи творческого воображения, технических способностей, обучения методам научно-технического творчества, привлечения её к изобретательской деятельности [28].
Министерством образования Российской Федерации в 2015 году разработан проект «Развитие инженерного образования». Реализация проекта осуществляется по трем направлениям:
• повышение престижа инженерных направлений подготовки и специальностей;
• модернизация содержания инженерного образования;
• определение оптимальных объемов и структуры подготовки инженерных кадров, основанных на привлечении ключевых работодателей к процессу формирования контрольных цифр приема граждан.
Основной задачей современного образования будущего инженера является подготовка компетентного специалиста, способного к саморазвитию и самореализации, умеющего решать нестандартные задачи, прогнозировать результат предстоящей деятельности и ориентированного на общечеловеческие ценности. Такое понимание ставит основной задачей инженерного образования подготовку выпускников, готовых к профессиональной деятельности и обладающих профессиональными компетенциями и инженерным мышлением. Формирование обширного круга подобных умений, как ни удивительно, начинается еще у дошкольников и продолжается в школьном возрасте. В условиях отсутствия целенаправленной педагогической работы по их развитию творческие способности, заложенные в ребенка природой, не будут эффективно реализованы в деятельности человека, зона профессиональных интересов которого лежит в области технологий и инженерии.
Проблемы низкого уровня сформированности инженерных компетенций выпускников ВТУЗов вызваны пробелами на различных этапах образования, в том числе, школьного.
Проблема изучения компетентностного подхода в образовательном процессе рассматривается в работах Зимней И.А., Мерзляковой О.П., Лернера И.Я., Болотова В.А., Зеер Э.Ф, Усовой А.В, Загвоздкина В.К., А.Д Иванова и др.
Использование конструкторской деятельности в процессе обучения освещено в работах В. А. Горского, В.И. Качнева, П.Н. Андрианова, В.Г. Разумовского, В.Е. Алексеева. Г.С. Альтшуллера, Н.И. Бабкина, А.Б. Бычкова, В.А. Горского, М.М. Зиновкиной, Б. М. Игошева, Д.М. Комского, С.К. Никулина, М.Н. Поволяевой, В.Д. Путилина, В.Г. Разумовского, И.С. Столярова, П.М. Якобсон. Формирование инженерного мышления в своих работах рассматривали Зуев П.В., Кощеева Е.С. и др.
Актуальность данной работы обусловлена необходимостью поиска новых методик и средств формирования инженерных компетенций обучающихся в процессе обучения физике в школе. В качестве такого средства рассмотрим конструирование в образовательном процессе.
Объект исследования: процесс обучения физике в общеобразовательной школе.
Цель исследования: научное обоснование методики использования конструирования на уроках физики и создание условий для формирования инженерных компетенций обучающихся.
Для достижения поставленной цели определена гипотеза: инженерные компетенции обучающихся будут сформированы если:
1) будет использоваться конструирование в процессе обучения физике;
2) будут использованы приемы развития самостоятельной деятельности, позволяющие увеличить долю самостоятельной работы в процессе учебно-познавательной деятельности;
Для проверки гипотезы исследования и реализации цели были поставлены следующие задачи:
1. Провести анализ психолого-педагогической литературы по вопросам формирования инженерных компетенций обучающихся средней школы, использованию конструирования в образовательном процессе.
2. Произвести отбор содержания материала по предмету «Физика» с целью формирования инженерных компетенций обучающихся средствами конструирования.
3. Разработать методику использования конструирования в образовательном процессе по физике для формирования инженерных компетенций.
4. Апробировать данную методику, сделать выводы о ее эффективности.
Практическая значимость исследования заключается во внедрении методики использования конструирования на уроках физики, разработке заданий по данному направлению и создании рекомендаций по использованию в образовательном процессе по физике.
Диссертация включает в себя введение, три главы, заключение, библиографический список и приложения.
В ходе диссертационного исследования был проведен анализ литературы по теме «Развитие инженерных компетенций обучающихся», а также по вопросу использования конструирования в процессе обучения. Под инженерной компетенцией решено понимать требования к образовательной подготовке ученика, выраженные в совокупности взаимосвязанных смысловых ориентаций, знаний, умений, навыков и опыта инженерной деятельности по отношению к определенному кругу объектов действительности, необходимых для осуществления личной и социально значимой продуктивной инженерной деятельности. Рассмотрены пути формирования инженерных компетенций обучающихся и приемы активизации самостоятельной деятельности обучающихся.
Произведен отбор содержания материала по предмету «Физика», на основе которого считаем целесообразным формировать инженерные компетенции обучающихся средствами конструирования на уроках физики. При отборе материала рекомендуем обратить особое внимание на раздел «Механика» и «Электрическое поле», так как эти разделы содержат большое количество работ, которые могут быть осуществлены на базе конструкторов «Lego» и «Знаток». Конструирование может применяться на уроках закрепления или изучения нового материала, на лабораторных работах. Это средство обучения позволяет увеличить долю самостоятельной работы учеников в учебно-познавательной деятельности, что отвечает требованиям системно-деятельностного подхода, который лежит в основе Федерального государственного образовательного стандарта.
Нами разработана методика использования конструкторской деятельности для развития инженерных компетенций. Целью данной методики является развитие фундаментальных навыков, особенностей мышления и знаний, которые, безусловно, не позволят обучающему средней школы вести успешную профессиональную инженерную деятельность, но являются той необходимой базой, на основании которой он может осуществлять дальнейшее обучение.
Составлены разработки уроков, проанализированы задания с точки зрения формирования с их помощью инженерных компетенций. Данные уроки были проведены на этапе формирующего эксперимента.
По итогам опытно-поисковой работы удалось сделать выводы об успешности предложенной методики, так как использования конструирования позволило повысить техническую грамотность учеников, развить пространственный тип мышления, который является определяющим для специальностей инженерно-технического профиля, повысить уровень развития компонентов инженерной компетенции.
Результаты опытно-поисковой работы доказывают эффективность предложенной методики. Использование конструирования в урочной деятельности по физике позволяет развивать инженерные компетенции и увеличить долю самостоятельной работы обучающихся. Гипотеза исследования подтверждена.
В ходе дальнейшей работы предполагается рассмотрение иных средств развития инженерных компетенций учеников.
Произведен отбор содержания материала по предмету «Физика», на основе которого считаем целесообразным формировать инженерные компетенции обучающихся средствами конструирования на уроках физики. При отборе материала рекомендуем обратить особое внимание на раздел «Механика» и «Электрическое поле», так как эти разделы содержат большое количество работ, которые могут быть осуществлены на базе конструкторов «Lego» и «Знаток». Конструирование может применяться на уроках закрепления или изучения нового материала, на лабораторных работах. Это средство обучения позволяет увеличить долю самостоятельной работы учеников в учебно-познавательной деятельности, что отвечает требованиям системно-деятельностного подхода, который лежит в основе Федерального государственного образовательного стандарта.
Нами разработана методика использования конструкторской деятельности для развития инженерных компетенций. Целью данной методики является развитие фундаментальных навыков, особенностей мышления и знаний, которые, безусловно, не позволят обучающему средней школы вести успешную профессиональную инженерную деятельность, но являются той необходимой базой, на основании которой он может осуществлять дальнейшее обучение.
Составлены разработки уроков, проанализированы задания с точки зрения формирования с их помощью инженерных компетенций. Данные уроки были проведены на этапе формирующего эксперимента.
По итогам опытно-поисковой работы удалось сделать выводы об успешности предложенной методики, так как использования конструирования позволило повысить техническую грамотность учеников, развить пространственный тип мышления, который является определяющим для специальностей инженерно-технического профиля, повысить уровень развития компонентов инженерной компетенции.
Результаты опытно-поисковой работы доказывают эффективность предложенной методики. Использование конструирования в урочной деятельности по физике позволяет развивать инженерные компетенции и увеличить долю самостоятельной работы обучающихся. Гипотеза исследования подтверждена.
В ходе дальнейшей работы предполагается рассмотрение иных средств развития инженерных компетенций учеников.