Scientific journal

Modern high technologies

ISSN 1812-7320

"Перечень" ВАК

ИФ РИНЦ = 0,940

В настоящее время в нашей стране наблюдается бурное развитие промышленных предприятий, особенно в области микроэлектроники, машиностроения и транспорта, приборостроения, авиационной и ракетной техники, что в свою очередь приводит к развитию электроэнергетики и промышленного строительства. Развитие современного общества в Российской Федерации характеризуется формированием технической интеллигенции, обуславливающей формирование технического общества [1]. Сложившаяся ситуация предъявляет высокие требования к современной технической подготовке будущих инженеров, как главной составляющей формирующегося технического общества. Компетентностная модель подготовки инженеров – это наукоемкая и педагогически обоснованная система, включающая в себя взаимодействующие элементы, отображающие область деятельности, используемые технологии, профессиональные и психологические характеристики субъекта [2].

Вопросами развития и формирования педагогических систем занимались такие ученые, как В.А. Сластенин, Л.Г. Чумак, Ю.К. Бабанский; Л.А. Беляева; Ю.П. Сокольников и многие другие [3]. В процессе проводимых исследований понятие педагогической системы было отделено от понятия педагогический процесс, а также определены основные компоненты данного понятия. Из различных педагогических систем наибольший интерес для нашего исследования представляют системы обучения. Под системой обучения понимается совокупность информационного наполнения, средств и методов передачи информации, методики закрепления навыков и умений у обучаемого для достижения конечной цели [4].

На сегодняшний день строго установленной модели педагогической системы формирования технической грамотности нет – каждый вуз ввиду разности взглядов на данную проблематику, такую систему формирует самостоятельно, а значит, и указывать на строгую стандартизацию современного образования в настоящее время не приходится [5].

В университеты приходят абитуриенты из разных школ области и даже из школ других регионов. В результате можно получить данные об общей ситуации уровня технической грамотности выпускников общеобразовательных школ. К сожалению, проведенный анализ показал низкий уровень технической грамотности студентов первого курса. Показатели технической подготовки обучающихся анализировались на основе выполнения лабораторных заданий по таким дисциплинам общеобразовательного курса, как физика, электротехника и информационные технологии. Оказалось, что около 92 % студентов первого курса отличаются отсутствием технической грамотности. Например, на лабораторных занятиях по физике и электротехнике они не могли самостоятельно собрать электрическую схему и ждали помощи преподавателя или своих однокурсников, обладающих техническими навыками. При этом, несмотря на высокий уровень технических устройств современного общества, уровень технической грамотности современной молодежи оставляет желать лучшего. Такое состояние дел определяется, на наш взгляд, двумя основными факторами. Во-первых, в системе советского школьного образования были центры развития молодежи и многочисленные кружки любителей радиотехники, активно способствующие формированию технической грамотности. Во-вторых, проведенный анализ учебного процесса в школах и анкетирование среди студентов первого курса показали, что обучение таким дисциплинам, как физика и технология, которые составляют основу формирования технической грамотности, проводится чисто теоретически и в большинстве случаев потеряло практическую составляющую. На уроках физики практически не проводятся лабораторные работы, или их проведение носит формальный характер без сборки и настройки экспериментальной установки, кроме того, на уроках физики перестали проводиться интересные работы и занимательные опыты, которые безусловно формировали техническую грамотность обучающихся и интерес к технике в целом. Такая же ситуация сформировалась и на уроках технологии, на данном предмете, как сообщили студенты, многие вопросы рассматривались только теоретически без формирования практических навыков.

В результате большинство современных выпускников средней школы являются только потребителями современных технологий, но такой порядок вещей не будет способствовать техническому и инновационному прогрессу нашей страны. Поэтому необходимо формирование современной педагогической системы формирования технической грамотности обучающихся с целью развития индустриального общества в современной России.

Целью исследования является проверка эффективности разработанной педагогической системы формирования технической грамотности обучающихся младших курсов технических университетов.

Материалы и методы исследования

В научном исследовании применялись такие методы, как анализ научной и методической литературы; обобщение передового педагогического опыта; педагогический эксперимент.

Техническая грамотность является первоначальным уровнем технической культуры, но именно ее правильное формирование позволит в будущем сформировать техническое мировоззрение у будущего специалиста [6]. Техническая грамотность представляет совокупность знаний и умений, дающих возможность осваивать обычную и профессиональную технику с дальнейшим применением ее в своей жизни и профессиональной деятельности [7]. Наилучшее освоение техники возможно благодаря приобретению технического опыта, поэтому, разрабатывая систему формирования технической грамотности, необходимо наибольшее внимание уделить практическим навыкам работы с техникой [8]. Разработка данной системы невозможна в рамках одной учебной дисциплины и требует консолидации нескольких учебных курсов, внедрения специальных элективных курсов и изменения содержания ознакомительной практики, существующей в учебных планах данных направлений. В основу системы были включены такие дисциплины базового курса, как физика и электротехника, а также в учебный план были введены элективные курсы по экспериментальной физике и экспериментальной электротехнике, а также элективный курс по проектированию и пайке простейших электронных устройств. На ознакомительной практике производится обучение электросварке и работе с основными измерительными приборами, например для направлений «Электроника и наноэлектроника» и «Электроэнергетика и электротехника» это различные виды осциллографов, ваттметров, вольтметров и т.д., для направления «Строительство» – всевозможные виды теодолитов, нивелиров, дальномеров, трассоискателей и т.д.

Главной педагогической особенностью разработанной педагогической системы является переход от пассивного усвоения материала к продуктивной самостоятельной деятельности. Применение деятельностного подхода предполагает активное воздействие обучающегося на объект изучения, что реализуется в нашей системе с помощью моделирования реальной профессиональной деятельности. В структуре системы выделены образовательный, практический и мотивационный блоки.

В состав образовательного блока входят теоретические знания о наиболее распространенной технике, характерной для данного направления. Основу образовательного блока составляют различные типы лекций. Вводная лекция мотивирует обучающихся на изучение современной профессиональной техники, демонстрирует ее значимость и важность освоения. Учитывая склонность молодежи к материальному вознаграждению, основному мотиватору будущей профессиональной деятельности, указать уровень оплаты труда специалиста со знанием современной техники и без нее. На этих же лекциях преподаватель с помощью специально разработанной анкеты определяет уровень технической грамотности и готовности к освоению изучаемой техники. Вторым типом используемых лекций являются проблемные лекции, значимость которых отмечается многими педагогами [8]. Проблемные лекции активируют мотивационный компонент формирования технической грамотности. Третьим типом являются обобщающие лекции, главная задача которых – сконцентрировать наиболее важные теоретические знания об изучаемой технике. Четвертым типом лекций являются инструктивные лекции, с помощью которых преподаватель организует самостоятельную работу студентов по освоению техники и ориентирует их на творческие задания, определяющие главную цель созданной педагогической системы. Таким образом, лекционный курс является базовым для формирования технической грамотности.

Практический блок подразумевает получение практических навыков использования, выбора и адаптации техники в профессиональной деятельности. Первый уровень составляют практические занятия, на которых студенты выполняют задания под руководством преподавателя [9]. Таким образом, на таких занятиях они осваивают профессиональную и общеобразовательную технику и получают навыки работы с ней. Второй уровень предполагает выполнение практических заданий с применением различной техники, но в рамках базовых курсов обучения с преимущественной самостоятельностью студентов только под контролем преподавателей. Третий уровень подготовки практического блока предусматривает выполнение студентами на основе изученной техники творческих заданий, направленных на научно-исследовательское применение освоенного материала. При этом студенты могут разбиваться на творческие группы от 1 до 4 чел., но вклад в процесс должен давать каждый студент, что контролируется преподавателем через индивидуальные задания в коллективном проекте.

Мотивационный блок предполагает выявление готовности студентов к формированию технической грамотности и их мотивации к освоению современной техники. В основе мотивационного блока лежит креативно-деятельностный этап. На данном этапе происходит самостоятельное освоение техники с использованием соответствующей литературы с целью перевода техники в средство трудовой деятельности. Для этого на первом курсе обучения используется ознакомительная практика, в рамках которой выполняются задания, приближенные к будущей профессиональной деятельности. Например, студенты направления «Строительство» с помощью таких технических средств, как нивелир, теодолит, и различных лазерных дальномеров производят геодезические измерения местности и реальных строительных площадок, что демонстрирует необходимость знания профессиональной техники и знакомит студентов с одним из видов будущей деятельности. Как показал опыт такой деятельности, она существенно поднимает интерес к учебе и показывает связь учебы с предстоящей работой. Направление «Электроника и наноэлектроника» с помощью современных технических средств проектирует различные виды электронных устройств и пытается спроектировать новые устройства, не имеющие аналогов и существенно облегчающие производственную и повседневную жизнь людей. Такая система подготовки формирует интерес обучающихся к современной технике, что способствует развитию технической грамотности на высоком уровне. При этом, несмотря на самостоятельность студентов на данном этапе, необходимо оказывать помощь студентам и контролировать их деятельность. Консультирование может носить индивидуальный или групповой характер [10]. В результате разработанная система формирования технической грамотности показала высокий уровень технической подготовки, что соответствует требованиям современного российского общества.

Результаты исследования и их обсуждение

Педагогический эксперимент по оценке эффективности разработанной системы обучения проводился в течение трех лет на младших курсах смоленского филиала «МЭИ». В ходе эксперимента в нем приняли участие 1197 студентов первого и второго курсов. Первую группу составляли обучающиеся трех направлений «Электроника и наноэлектроника», «Строительство» и «Электроэнергетика и электротехника». Для обучения данной группы использовалась разработанная система формирования технической грамотности. Вторую группу составляли обучающиеся таких направлений, как «Технологические машины и оборудование», «Теплоэнергетика и теплотехника» и «Информатика и вычислительная техника». В них обучения проводилось по стандартной программе.

На констатирующем этапе эксперимента проводилось анкетирование обучающихся, тестирование и выполнение простейших технических заданий, таких как, например, сборка простейших физических и электротехнических схем, работа с персональным компьютером, применение простейших измерительных устройств. Разработанные задания и тесты, проверявшие уровень технической грамотности, не выходили за пределы школьного курса. Результаты данного этапа эксперимента были обезличены и никак не указывали на направление обучения, исключая тем самым более высокий уровень школьной подготовки, который характерен для поступающих на направление «Информатика и вычислительная техника». Результаты констатирующего эксперимента представлены в табл. 1.

Таблица 1

Результаты констатирующего этапа эксперимента

Таблица 2

Результаты формирующего этапа эксперимента (контрольная группа)

Таблица 3

Результаты формирующего этапа эксперимента (экспериментальная группа)

Для проверки эффективности разработанной системы формирования технической грамотности был проведен формирующий этап эксперимента. В ходе формирующего этапа были выделены две группы испытуемых – экспериментальная и контрольная. В контрольной группе обучение и формирование технической грамотности осуществлялось по стандартному учебному плану на основе существующей педагогической системы. Экспериментальная группа проходила подготовку по разработанной системе. Результаты формирующего этапа представлены в табл. 2 и 3.

Анализ экспериментальных данных показал, что существующая методика подготовки практически не формирует техническую грамотность обучающихся, а разработанная система обладает высокими параметрами формирования требуемого качества. Благодаря использованию данной системы удалось у большинства студентов сформировать высокий уровень и уровень выше среднего технической грамотности, а низкий уровень остался у незначительной части студентов. Более того, дальнейшее наблюдение продемонстрировало, что в группах, в которых применялась разработанная система, процент отчисленных студентов был на 40–50 % ниже, чем в группах с обычной методикой обучения. Студенты экспериментальной группы активно стали участвовать в различных технических конкурсах и студенческих конференциях, что говорит не только об их высокой технической грамотности, но и значительному росту интереса к технике и всем, что с ней связано.

Заключение

Таким образом, результаты педагогического исследования демонстрируют необходимость разработки системы формирования технической грамотности в связи с ее низким уровнем и несоответствия требованиям современного общества. Созданная система формирования технической грамотности перевела уровень профессиональных знаний и умений на более высокую ступень развития. Обучающиеся, сталкиваясь с новой техникой, не испытывают страха перед ней и стараются самостоятельно разобраться в ее функционировании. Педагогическая система способствует не только развитию базовых технических знаний и умений, но и формированию базы для решения технических задач более высокого уровня сложности. Система стимулирует развитие интереса к технике, а тем самым и интереса к своей будущей профессии, что является одной из главных задач любой системы обучения. В результате разработанная система обеспечивает всестороннее развитие технической грамотности, что в дальнейшем создает базу для формирования технической образованности, компетентности и культуры.