CC BY
55
РАЗДЕЛ 5. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ И ПРИКЛАДНЫЕ АСПЕКТЫ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
Педагогическая система преподавания общетехнических дисциплин при дистанционной форме обучения
к.т.н. проф. Беленков ЮЛ., к.т.н. проф. Михайлин А.А., к.т.н. проф. Фатеев И.В.
Университет машиностроения (495) 223-05-23, доб. 1444
Аннотация. В статье рассматриваются особенности педагогической системы
преподавания общетехнических дисциплин при дистанционной форме обучения
на примере дисциплины «Гидравлика, гидромашины и гидроприводы».
Ключевые слова: дистанционное образование, общетехнические дисциплины, лабораторные работы
Исследования проводились при финансовой поддержке РГНФ в рамках выполнения научно-исследовательского проекта РГНФ № 10-06-01329 «Концепция дистанционной формы обучения по общетехническим дисциплинам».
Любую общетехническую дисциплину (ОТД) можно представить в виде набора модулей (блоков), между которыми существует тематическая и временная связи. Практически все дисциплины блока ОТД включают следующие модули: лекционный курс, лабораторный практикум, курсовой проект (^рсовую работу).
Тематическая связь понятна и легко осуществима при разработке курсов. Это связь лекционного учебного материала с учебным материалом лабораторных работ, содержания курсовой работы с лекционным и лабораторным учебными материалами.
Временная связь - согласование по времени изучения тематических разделов различных модулей. Оптимальная временная связь предусматривает, например, последовательность: тема лабораторной работы следует за темой лекционного курса, начало курсовой работы следует за прохождением определенного объема лекционного и лабораторного курсов.
Целью данной работы является создание педагогической модели (системы) одной из важных ОТД «Гидравлика, гидромашины и гидроприводы», которая в комплексе с технологиями передачи и приема информации может служить прототипом системы дистанционного обучения ОТО) по другим ОТД («Детали машин», «Элек^отехника», «^ЯМ» и др.)
Основным условием проектирования педагогической системы преподавания дисциплины «Гидравлика, гидромашины и гидроприводы» является то, что учебный план специальности и рабочая программа дисциплины разработаны и утверждены Государственным образовательным стандартом. Но эта рабочая программа, раскрывающая содержание, формы и способы учебной деятельности, ориентирована на очную и очно-заочную форму обучения, которые предусматривают обязательный личный контакт преподавателя и слушателя (студента). При ДО существуют специфические особенности этого контакта: центр тяжести процесса обучения лежит в области самостоятельной работы. Ясно, что самостоятельная работа слушателя охватывает не только процесс обучения, но и процесс самоконтроля (рефлексии) .
Если при очном обучении самостоятельная работа студента по среднестатистическим данным для общетехнических дисциплин составляет 40-50% общего числа часов, отведенных на освоение дисциплины, то, очевидно, что при ДО, даже при современной информационной технологии «общения», приближается к 100%. Именно это обстоятельство обусловливает корректировку рабочей программы дисциплины при дистанционной форме обучения.
На основании исследования, поведенного по проекту РГНФ, предлагается корректировка рабочей программы по курсу «Гидравлика, гидромашины и гидроприводы», рассчи-
Раздел 5. Теоретические и прикладные аспекты высшего профессионального образования танная на информационную технологию:Е-таП, и предпочтительно E-learning в режиме общения off-line. При этом должны быть соблюдено главное требование - сохранение модулей, предусмотренных рабочей программой, которая должна строго соответствовать утвержденному учебному плану специальности.
Лекционный модуль
В системе очного обучения лекционный курс представляется в виде вербального материала (вербшп>ного текста) и рекомендованного по данной дисциплине учебника (печатный текст). Понимание вербального текста во многом зависит не только от содержания текста, но и от внешнего фона (аудитории) и речевых особенностей лектора.
К особенностям вербального текста следует отнести обращенность содержания к личности слушателя, т.е. фактически к личностно-ориентарованному обучению . При этом под личностью можно понимать и аудиторию студентов, поскольку хороший лектор всегда следит за восприятием аудитории, за ее подготовленностью и в зависимости от этого изменяет не только объем излагаемого материала, но и его сложность.
Печатный текст, т.е. содержание базового учебника по общетехническим дисциплинам всегда ориентировано на хорошую подготовку учащегося по естественным дисциплинам (математика, физика, теоретическая механика) и, следовательно, достаточно сложно для восприятия учащимся с недостаточной базовой подготовкой.
При изучении предмета по учебнику может изменяться только объем материала исходя из часов, выделенных учебным планом на данную дисциплину.
Несмотря на то, что система дистанционного образования носит строго индивидуальный характер, оценить в ней личностные особенности слушателя практически нельзя. Однако можно с достаточным основанием считать, что некоторый абстрактный учащийся имеет разный уровень подготовки и разную мотивацию к процессу обучения.
Исходя из этого лекционный курс в системе дистанционного образования целесообразно разделить на базовый, сложный и упрощенный курсы.
В первом случае создается текстовой материал на основе базового учебника по дисциплине в том объеме, который предусмотрен типовой рабочей программой. Этот материал при дистанционном обучении будет использовать учащийся с хорошей подготовкой и стремящийся глубоко изучить данный предмет. Такой материал можно отнести к «материалу относительной доступности».
Во втором случае создается специальный текстовый материал, в котором перечень изучаемых тем остается строго соответствующим рабочей программе, но каждая тема упрощается. Например, исключается математический вывод того или иного закона, инженерной формулы и т.п. Дается только основной физический смысл закона, приводятся инженерные формулы, примеры их применения.
Это позволяет учащемуся понять и освоить курс с целью решения конкретных технических задач, связанных с данной дисциплиной. Такой материал должен стремиться к «абсолютной доступности» для данного уровня образования. Поэтому весьма целесообразно использовать яркие формы его представления: цветовую гамму, мультипликацию и другие формы, доступные электронным средствам информации.
На рисунке 1 представлен пример упрощенного изложения разделов курса «Гидоавли-ка, гидромашины и гидроприводы».
Модуль - курсовая работа (проект)
Курсовая работа, расчетно-^афическая работа, курсовой проект - работа, которую учащийся должен выполнить самостоятельно, базируясь на знаниях, полученных в основном из лекционного курса и других рекомендуемых источников. Обычно эта работа является итоговой и по ее результатам можно судить об умении учащегося использовать в практической деятельности теоретический материал лекции, научной литературы, методических пособий и указаний.
Рисунок 1 - Пример упрощенного изложения разделов курса <^вдравлика,
гидромашины и гидроприводы»
Курсовая работа при очной и очно-заочной формах обучения обычно выдается учащемуся в сроки, связанные с освоением лекционного курса, а тематика (вариант) задания определяется преподавателем.
При заочной форме обучения задание на курсовую работу также определяется преподавателем, но связь задания с теоретическим курсом и сроки выполнения в основном определяются учащимся.
В системе ДО, по нашему мнению, учащийся сам должен определять не только сроки выполнения, но и вариант задания. Следовательно, в электронном виде учащийся должен получать весь комплекс вариантов курсовой работы и методику (методаческие указания) ее выполнения.
Обязательно в методических указаниях должна быть предусмотрена форма отчетности (контроля) и элементы, которые обеспечивают самооценку (рефлексию) .
Из изложенного можно заключить: чтобы обеспечить выполнение (изучение) этого модуля дисциплины, фактически необходимо только перевести материалы, используемые при очной форме обучения, в электронный вид. При этом очевидно, что форма отчетности будет зависеть от информационной технологии.
Обычной формой отчетности по курсовым работам является графическое построение (чертеж узлов машин, агрегатов и т.п.) и пояснительная записка. И то и другое могут иметь большой объем (формат). Поэтому при проектировании педагогической системы преподавания дисциплины в форме ДО следует максимально сократить объем отчетности.
Так, например, отчетность по расчетно-^афической работе дисциплины «Гидравлика, гидромашины и гидроприводы» можно свести к графическому изображению формата А-4 и перечню параметров, полученных в результате расчетов и графических построений.
Модуль - лабораторный практикум
Лабораторные работы или лабораторный практикум является самым проблематичным модулем ОТД в системе ДО.
Известно, что лабораторные работы имеют огромное значение при изучении любых, особенно технических дисциплин. Они прививают учащимся навыки самостоятельных исследований явлений, испытания машин и механизмов, знакомят с приборами измерения технических параметров, с методами обработки и анализа полученных результатов.
Как показывает обзор существующих решений этого вопроса, в настоящее время наиболее широко используют демонстрационный метод. Он заключается в том, что на экране воспроизводится эксперимент с вербальным или текстовым сопровождением, а учащийся наблюдает за ходом эксперимента и полученными результатами. Примером могут служить обычные учебные фильмы.
Больший интерес представляют, так называемые, лаборатории с удаленным доступом, где учащийся по системе дистанционного обучения может в любой точке планеты через Интернет получить доступ к реальному оборудованию и выполнить лабораторную работу (разработка лабораторных электронных средств обучения СибГУТИ www.labfor.ru).
Метод заключается в том, что учащийся, находясь перед экраном монитора видит реальную установку, приборы контроля, органы управления, изображение исследуемого объекта, полученные с веб-гамеры. В некоторых достаточно простых системах учащийся даже может формировать управляющие сигналы.
Наиболее перспективный, на наш взгляд, - метод математического моделирования, т.е. создание виртуальных лабораторных работ. В этом случае учащийся видит на экране монитора не реальную установку, а ее изображение с объектом эксперимента, приборами контроля и управления, что мало отличается от изображения реальной установки.
Учащийся на экране может формировать управляющие сигналы и видеть их результаты в изменении показаний приборов, положения деталей объекта и т.п.
Кроме того, модель предоставляет гораздо большие возможности маневрирования параметрами системы, что обеспечивает многовариантность, очень важную в групповом учебном процессе. Именно этот метод предлагается использовать при формировании модуля «лабораторный практикум» в ДО.
Выполнение виртуальной лабораторной работы весьма схоже с компьютерной игрой, в которой существуют три основные фазы: подготовительная (ознжомление с правилами), технологическая (процесс проведения эксперимента), рефлексивная ( самооценка на основе сравнения ожидаемого и полученного результатов).
Возможность реализации всех рассмотренных фаз должна быть заложена в методическом обеспечении компьютерного варианта каждой лабораторной работы.
Как уже отмечалось, взаимосвязь модулей по дисциплинам долясна быть тематической и временной. Тематическая связь понятна и легко осуществима при разработке курсов. Оптимальная временная связь, т.е. оптимальная последовательность тематических разделов различных модулей, при очной и очно-заочной формах обучения весьма проблематична, так как эта связь определяется понедельным распределением учебной нагрузки и расписанием занятий. Например, при изучении дисциплины «Гидравлика, гидромашины и гидроприводы» тема «Ураднение Бернулли» в модуле лабораторный практикум предусмотрена на 2-ой неделе, а в лекционном - на 3-ей.
При дистанционном обучении расписание занятий вообще отсутствует и учащийся сам устанавливает межмодульные временные связи по адресованным ему рекомендациям, или, при обучении в системе Moodle, он ориентируется на «кадендарь», установленный преподавателем исходя из оптимальных временных связей. Рекомендуемая структурная схема и взаимосвязи модулей ОТД «Гидравлика, гидромашины и гидроприводы» представлена на рисунке 2.
Рисунок 2 - Структура общетехнической дисциплины <^вдравлика, гидромашины и
гидроприводы»
Возможно, что к модулям образовательного процесса можно отнести «Тестарование», хотя элементы этого модуля разнесены по основным модулям.
В понятие «тестарование» обычно включают контроль, оценку, рефлексию. Рефлексию необходимо предусмотреть во всех модулях дисциплины.
В лекционном курсе традиционно по образу и подобию учебников после каждой темы предлагаются вопросы для самоконтроля. Такую же форму можно и необходимо применить как в базовом курсе, так и в упрощенном .
В лабораторном курсе самоконтроль, как уже было отмечено выше, осуществляется методом сравнения результата, полученного в процессе эксперимента, с ожидаемым. Он приводится в теоретической части методического обеспечения виртуальной лабораторной работы. По такому же принципу можно построить самоконтроль и при выполнении курсовой работы.
При очной и очно-заочной формах обучения контроль и оценка, как правило, ведется по тестам и отчетам по выполненным работам.
Такой метод вполне может быть применен и при дистанционном обучении, если предусмотреть возможность пересылки графического и текстового материала, например, по Е-таП.
Однако, по нашему мнению, в системе дистанционного обучения целесообразно использовать интегральный контроль. В этом случае составляется тестовая таблица, вопросы которой охватывают все курсы (все модули и подмодули). В таблице отражены все темы курса, результаты лабораторных и курсовых работ. Каждый вопрос имеет оценку сложности, выраженную в баллах. Точно так же, как и в ЕГЭ, оценка результатов изучения данной дисциплины определяется суммой баллов.
Для объективной оценки знаний по дисциплине «Гидравлика, гидромашины и гидроприводы» такая таблица состоит из более ста вопросов, которые могут комбинироваться в разные варианты. Каждый вариант включает от 25 до 30 вопросов.
На рисунке 3 представлен фрагмент варианта такой тестовой таблицы.
Раздел 5. Теоретические и прикладные аспекты высшего профессионального образования _Система тестов по курсу «Гидравлика и гидропневмоприводы»
№
Текст вопроса
Гидростатика.
«
3
и н
^ В
§ 8 § °
04
С
10
Определить давление р под днищем плавающего
понтона, если вес груза G = площадь днища понтона £ = понтона пренебречь. Ответы:
1. р = 1 МПа; 2. р = 10 МПа; 3. р = 100 кПа; 4. р = 10 кПа.
1 кН. Принять
2
100 см . Весом
16
Определить давление газа р в резервуаре, если высота уровня воды в пьезометре составляет
h = 2 м.
Ответы:
1. р = 200 кПа; 2. р = 2 кПа; 3. р = 2000 кПа; 4. р = 20 кПа.
18
Чему равняется сила, действующая со стороны воды на крышку люка прямоугольной формы (а х Ь), при величине избыточного давления на свободной поверхности р0 = 10 кПа? Принять следующие геометрические размеры: а = 0,5 м, Ь = 2 м, h = 1,75 м.
Ответы:
1. F = 20 кН; 2. F = 40 кН;
3. F = 50 кН; 4. F = 30 кН.
22
Определить давление р\, которое необходимо подвести в левую полость гидроцилиндра, если давление жидкости в бачке поднятом на высоту Н = 5 м, р0 = 0,1 МПа, сила сжатия пружины 110 Н, а сила приложенная к штоку 300 Н. При решении принять площадь поршня 10 см2, площадь штока 6 см2.
Ответы:
1. р = 1 МПа; 2. р = 0,5 МПа;
3. р = 0,75 МПа; 4. р = 0,25 МПа._
Рисунок 3 - Примеры тестовых заданий
Как отмечалось выше, рассмотренная педагогическая модель преподавания дисциплины «Гидравлика, гидромашины и гидроприводы» в системе ДО может быть использована, возможно, с некоторыми доработками, и при преподавании других ОТД.
3
4
4
4
Раздел 5. Теоретические и прикладные аспекты высшего профессионального образования
Литература
1. Гурье Л И. Проектирование педагогических систем. Учебное пособие. КГТУ 2004г. 68с.
2. Колтунов И.И., Николаенко А.В., Фатеев И В. Методическое и экономическое обоснование дистанционной формы преподавания общетехнических дисциплин. Материалы международной научно-те^штеской конференции ААИ «Автомобиле- и тракторостроение в России: приоритеты развития и подготовка кадров», посвященной 145-летию МГТУ «тми». М., МГТУ «тми», 2010, с. 22-25.
3. Беленков Ю.А., Зайцев С.А., Лепешкин АЗ. Общетехнические дисциплины в системе дистанционного обучения. Материалы 77-ой международной научно-те^шческой конференции ААИ. Книга 14. МГТУ «тМИ» 2012, с. 11-14.
4. Иванова Н.Н. Егоркина Е.Б. Особенности разработки виртуальных лабораторных практикумов в системе дистанционного образования. М. ГОУ МГИУ 2008г. 100с.
5. Беленков Ю.А., Лепешкин А.В., Суздальцев В.Е., Фатеев ИЗ. Компьютерные модели лабораторных работ для системы дистанционного обучения по дисциплине «Гидравлика, гидромашины и гидроприводы». Известия МГТУ «^ШУИ». Научный рецензируемый журнал. - М., МГТУ «тМИ», № 2 (10), 2010, с. 252-258.
6. Беленков Ю.А., Лепешкин А.В., Фатеев И В. Виртуальная лабораторная работа как компьютерная игра. Материалы 77-ой международной научно-теж^еской конференции ААИ. Книга 14. МГТУ «тМИ» 2012, с. 9-10.
7. Зубков В.Г., Колтунов И.И., Акимов А.В., Липай Б.Р., Смирнов ВГ. Лабораторные работы для дистанционного обучения студентов. Материалы 77-ой международной научно-технической конференции ААИ. Книга 14. МГТУ «^^МИ» 2012, с. 47-59.
8. Михайлин А.А., Пхказадзе С Д., Суздальцев В.Е. Особенности контроля подготовки по общетехнической дисциплине при дистанционной форме обучения. Материалы 77-ой международной научно-те^шческой конференции ААИ. Книга 14. МГТУ «^^МИ» 2012, с. 75-77.
9. Стоянов ГЛ. Педагогические системы преподавания общетехнических дисциплин. М. Педагогика Прогресс - 1999г. 202с.
Общая характеристика и состояние прикладных исследований одаренности
д.ф.н. к.психол.н. доц. Ивлева М.Л., к.ф.н. доц. Баграмянц Н.Л.
Университет машиностроения, НИУ ВШЭ 8 (495) 223-05-23, marinanonna@yandex.ru, 8(495)670-02-62, nonnalev@yandex.ru
Аннотация. В статье рассмотрена возможность и приведены результаты использования типологического подхода к характеристике прикладных исследований одаренности и анализу их состояния в отечественной и зарубежной психологии.
Ключевые слова: прикладные исследования, одаренность, программы обучения и развития одаренных, основания для классификации.
Исследование выполнено при финансовой поддержке РГНФ в рамках научно-исследовательского проекта РГНФ № 11-06-00879 «Р^вивающая коммуникативная среда и одаренность».
Необходимость теоретико-методологического исследования прикладных исследований одаренности с применением типологического подхода обусловлена существованием глубокого противоречия между, с одной стороны, наличием эмпирической базы исследований одаренности и значительного опыта работы с одаренными детьми, накопленного практической психологией, и с другой стороны, отсутствием единой психологической теории одарен-
