Научная электронная библиотека
Монографии, изданные в издательстве Российской Академии Естествознания
2.2. Апробация концепции оптимизации обучения профессиональным дисциплинам в инженерно-техническом вузе
Для апробации концепции оптимизации обучения профессиональным дисциплинам был проведен системный формирующий эксперимент, целью которого было выявление условий эффективности реализации данной концепции (отработка этапов и методов обучения, используемых при оптимизации).
Основной эксперимент проводился с 2006–2010 гг. на базе кафедр «Начертательная геометрия и инженерная графика», «Теория механизмов и машин и деталей машин», «Технология транспортного машиностроения», «Вагоны» Омского государственного университета путей сообщения. В эксперименте приняли участие студенты дневной и заочной форм обучения таких специальностей, как «Технология транспортного машиностроения и ремонт подвижного состава», «Вагоны», «Локомотивы», «Приборы и методы контроля на транспорте», «Стандартизация и метрология».
Кроме того, был проведен параллельный эксперимент на кафедрах «Графика» и «Детали машин» Сибирского государственного университета путей сообщения (г. Новосибирск). Всего в эксперименте, приняло участие 1518 студентов и 8 преподавателей. В ходе эксперимента привлекались представители предприятий-работодателей, производственные кураторы студентов, мастера-наставники, инженеры-технологи локомотивных и вагонных депо станций «Московка», «Входная», «Омск-Сортировочный», «Омск-Пассажирский», «Омск-желдорпроект», а также локомотивных и вагонных депо г. Барабинска, г. Барнаула, ст. Белово.
Первоначально эксперимент проводился в 2006–2007 учеб. году на кафедре «Начертательная геометрия и инженерная графика» Омского государственного университета путей сообщения (ОмГУПС) при подготовке студентов дневной и заочной форм обучения дисциплине «Инженерная графика». Данная дисциплина, согласно рабочим планам, состояла из лекционного курса, лабораторных и практических занятий (контрольно-консультирующего и дополнительного характера) для студентов дневного отделения, и аудиторных занятий, занятий консультационного характера для студентов заочного отделения. И в том и в другом случаях эти занятия проводились во втором семестре, который состоял из 16 календарных учебных недель. Поскольку дисциплина изучалась во втором семестре, то это позволило преподавателям считать, что студенты уже адаптированы к условиям высшего учебного заведения и имеют определенный опыт общения с преподавателями, отчетности в семестре и сдачи зачетов и экзаменов в первом семестре. Кроме того, предполагалось, что студенты прошедшие первую сессию, имеют определенные «вузовские» знания, которые могут использоваться в качестве начальных компетенций для изучения данного предмета.
Для успешного изучения такой дисциплины общепрофессионального характера, как инженерная графика, т.е. повышения уровня теоретических знаний, практических навыков черчения, а также развития мотивации по изучению данной дисциплины, преподавателями была изучена информация нормирующее-административного характера:
– общее количество студентов и количество студентов, имеющих целевые направления от предприятий российских железных дорог;
– количество студентов, имеющих средне-техническое образование, окончивших железнодорожные техникумы/колледжи;
– качество сданной сессии в первом семестре в целом, и в частности по дисциплине «Начертательная геометрия», т.к. последняя связана с формированием и развитием образного и пространственного мышления;
– количество часов, отведенное рабочим планом на лекционные, лабораторные и практические занятия;
– расписание занятий, составленное на основании рабочих планов;
– наличие академических кураторов соответствующих групп.
На основе полученной информации о студентах дневного отделения, преподаватели, обучающие студентов специальностей 190302.65 «Вагоны» и 150300.65 «Технология транспортного машиностроения и ремонт подвижного состава», составили календарные планы, в которых были учтены не только расписания занятий, но и последовательность изучения тем дисциплины, отличающаяся от традиционной. Кроме того, при составлении календарных планов, преподавателями учитывались возможности использования натурного материала, а также возможности иллюстрации использования компьютерных пакетов для составления и оформления графической/конструкторской документации.
В отличие от традиционной системы обучения, у студентов дневного отделения проводилась проверка начальных компетенций по инженерной графике, поскольку, как показал опыт предшествующих лет, многие студенты, сдавшие «начертательную геометрию» – предыдущий предмет, связанный с развитием конструкторского, образного и пространственного воображения на оценку «удовлетворительно», могут быстро и качественно выполнять задания, связанные с инженерной графикой. Поэтому на первом занятии студентам дневного отделения было предложено выполнить самостоятельную работу, в которой были задачи, связанные со школьным курсом «Черчение», и задачи начертательной геометрии 1-й и 2-й сложности, которые были изучены в предыдущем семестре. Кроме того, отдельным разделом данной самостоятельной работы были вопросы, связанные с мотивацией выбора профессии инженера/специальности, а также об отношении студентов к изучению графических предметов, в частности к дисциплине «Инженерная графика». Данная самостоятельная работа проводилась в условиях 2 академических часов, под наблюдением педагога и была вариативна. На основе полученных данных, преподаватели смогли сделать определенные выводы об уровне начальных компетенций, необходимых при изучении Инженерной графики (см. прил.3). Это позволило разделить студентов на соответствующие группы: с высоким, средним, удовлетворительным и отсутствующим уровнем начальных компетенций и для каждой из групп использовать соответствующий комплект задач для самостоятельного изучения. Объяснения алгоритмов решения этих задач для каждой из выявленных групп студентов, проводились в условиях дополнительных занятий, предусмотренных в рабочих планах изучения дисциплины. Таким образом, отличие изучения дисциплины внутри экспериментальных групп было в том, что при самостоятельном изучении дисциплины студенты, в зависимости от их стартовых знаний, выполняли графические задачи соответствующего уровня. Решение определенного количества идентичных задач проводилось ими после более подробного объяснения о возможных алгоритмах решения этих задач, с опорой на информацию, которую они получили на лекционных занятиях, могли извлечь из справочной литературы и электронных информационных источников, а также с опорой на уже имеющиеся знания.
Отличия в проведении лекционных занятий состояли в том, что наибольшее внимание было уделено вопросам, которые необходимы студентам в дальнейшем при изучении дисциплины «Детали машин», т.е. вопросам связанны с конструкцией различных зубчатых колес, подшипников и др. конструкторских элементов, которые будут изучаться ими на старших курсах. Аудиторные занятия посвящались практическому использованию информации, полученной на лекции, а также обучению конструкторской работе с использованием справочников, чертежных и измерительных инструментов, решению небольших стандартных графических задач.
Для формирования и развития мотивации изучения данной дисциплины, развития интереса к конструкторской деятельности инженера в целом, информация на лекционных и аудиторных занятиях, была подана не только на основе имеющихся в машиностроении ГОСТов, но и с использованием известных производственных примеров, иллюстрирующих возможность и необходимость использования этих стандартов в реальном производстве.
В ходе проведения первого этапа эксперимента по вопросам оптимизации обучения профессиональным дисциплинам студентов дневного отделения, были созданы четыре маршрута по изучению дисциплины «Инженерная графика», которые позволили скорректировать самостоятельную работу обучаемых в зависимости от их начального уровня. Предполагалось, что достаточно большое количество решенных графических задач соответствующего типа, которые в начале вызывали затруднения для понимания содержания задачи и ее графического оформления, позволят студентам приобрести достаточный навык работы с чертежным и измерительным инструментом, а также развить у студентов пространственное воображение и проекционные представления. При составлении этих маршрутов преподаватели использовали те темы, которые чаще всего вызывают затруднения на старших курсах и при решении производственных вопросов. Это обосновывалось тем, что такое наиболее подробное изучение позволит студентам в дальнейшем свободно проектировать и достаточно уверенно войти в инженерную деятельность.
Для выявления эффективности применения этих маршрутов и их корректировки преподаватели использовали многоступенчатую систему оценивания результатов обучения. Оценка изменения уровня теоретической подготовки проводилась 3 раза в семестр (через каждые 5 недель). Это позволило преподавателям контролировать динамику развития компетенций студентов.
Более подробно результаты этих действий показаны в п. 2.3. Но, следует отметить, что положительным результатом проведенного эксперимента явилось то, что более половины обучающихся, участвующих в эксперименте, усовершенствовали свои навыки в вопросах проектирования и оформления графической документации. Студенты с отсутствующим уровнем компетентности смогли преодолеть трудности и перейти на более высокую ступень знаний и умений. Студенты среднего уровня, научились решать графические задачи на более высоком качественном уровне (т.е. научились выбирать наиболее рациональный способ решения сложных графических задач; стали решать эти задачи за более короткие промежутки времени).
Однако, данный эксперимент показал следующие недостатки: достаточно сложно по такой системе работать со студентами, имеющими высокий уровень знаний и умений по дисциплине, у них снижается мотивация изучения предмета, когда им предлагается решать сложные конструкторские задачи стандартного типа. Многие из них не понимают, зачем это нужно, если они «и так это знают», либо некоторые из них считают, « что эти знания им не пригодятся в дальнейшем, т.к. на производстве все стандартно» [из опросных листов студентов]. Поэтому, был сделан вывод о том, что оптимизируя обучение данной дисциплине необходимо корректировать не только квалификационные стороны обучаемых, но и рассматривать вопросы о том, как при помощи имеющегося инструментария развить положительные мотивационные характеристики учащихся.
Что касается вопросов оптимизации обучения данному предмету студентов заочного отделения, то следует отметить, что в данном эксперименте участвовали студенты специальностей 190302.65 –
«Вагоны», 190301 – «Локомотивы» и «Электрический транспорт» стандартной формы обучения. Данным студентам на установочной сессии, также было предложено ответить на вопросы специально составленных тестов, в которых учитывались знания по черчению и начертательной геометрии, а также их мотивация по изучению данного предмета и мотивацию выбора профессии. Однако, сложность оптимизации обучения состояла в том, что данную категорию студентов достаточно сложно контролировать и направлять в вопросах самостоятельного выполнения графических заданий, а также в вопросах повышения мотивации изучения предмета для перспективного применения в области конструирования, поскольку это, в большинстве своем, люди, знающие производство и уже имеющие различные профессиональные деформации. Поэтому эксперимент, связанный с оптимальным обучением студентов-заочников, состоял в следующем. На основе данных, связанных с первоначальными знаниями по дисциплине ««Инженерная графика», студентам предлагалось выполнить контрольные графические работы, соответствующего уровня и в часы аудиторных занятий, предусмотренных рабочими программами защитить их, т.е. рассказать, почему выбран тот или иной ход построения, в какой последовательности выполнялись те или иные операции и почему, на основании какого стандарта и т.д. При этом консультации по предмету были назначены не в конце семестра как при стандартном обучении, а на протяжении семестра (до 8 занятий). Причем эти занятия также были распределены для студентов различных групп, как и у студентов дневной формы обучения. Однако в данном случае преподаватели столкнулись с трудностью общения со студентами полной группы, т.к. многие не могли посещать данные консультационные занятия в силу занятости на работе и невозможности замены там другим работником.
Эффект от варианта такого обучения состоял в том, что студентам «все-таки пришлось выучить необходимый минимум инженерной графики» – 54 % студентов, участвовавших в эксперименте защитили свои контрольные и с первого раза сдали экзамен на оценку «удовлетворительно» и выше. Однако заинтересованности и практической пользы для производства многие из учащихся так и не увидели. Лишь на последних курсах, многие из них вновь возвращались (в 2010, 2011 гг.) для консультирования по оформлению проектно-графической документации в их конкретных дипломных проектах.
Исходя из результатов, полученных на зачете у студентов дневной формы обучения и экзамена у студентов-заочников, а также заключительном тест-опроссе студентов в конце семестра, связанного с мотивацией изучения предмета, отношения к предмету и к профессии в целом, были сделаны выводы, что сформированные преподавателями маршруты обучения для студентов, обладающих различными знаниями, позволяют реализовать функции координирования процесса обучения и сравнительно-оценочную функцию оптимизации. В данном случае считалось, что оптимальность обучения связана с построением аудиторных занятий различных видов (практических/лабораторных, лекционных и дополнительных) на основе диалога между педагогами и студентами. Причем данный диалог должен был осуществляться с прицелом на результат обучения, т.е. на получение необходимого пакета знаний и умений для дальнейшей их практической реализации (при изучении дисциплин профессионального блока таких, как «Детали машин», «Теория конструкции локомотива», «Вагоны» и др., а также в условиях производственной практики). Кроме того, деление студентов на соответствующие группы по уровню знаний, позволило преподавателям построить достаточно «плавные» траектории изучения данной дисциплины и психологически комфортные условия для каждой из категории студентов. Вариативность самостоятельной работы, связанная с имеющимся начальным уровнем компетентности студентов позволил реализовать движение от некомпетентности к соответствующему уровню компетентности/некомпетентности, что позволило повлиять в некоторых случаях не только на стремление сдать зачет/экзамен по данной дисциплине на положительную оценку, но и осознать практическую значимость изучаемого общепрофессионального предмета.
Однако, следует заметить, что в первом периоде эксперимента для диалога между субъектами производственный опыт учащихся использовался лишь как иллюстрирование практического применения существующих стандартов в условиях предприятия, однако моделирование условий, приближенных к условиям производств железнодорожного транспорта, в частности конструкторских бюро или экспериментально-конструкторских лабораторий не создавалось. Со студентами проводился диалог, в котором преподаватель объяснял необходимость изучения и практического применения изучаемой дисциплины. И большинство студентов, особенно те, которые не имели производственного опыта, или представления о производстве вообще, вынуждены были поверить преподавателю «на слово». Поэтому в последующих экспериментальных периодах изменение содержания лекционных курсов происходило не только с учетом требований образовательных стандартов и производственных требований к соответствующим должностям, но и с имеющимся производственным опытом учащихся. Кроме того учитывались возможности применения получаемых знаний студентами при изучении других предметов, способствующие реализации не только отдельных функций оптимизации профессионального обучения, но и функции целостности, в которой учитываются все, указанные в [42] показатели образовательного процесса. В некоторых случаях студенты, отнесенные к группе обучающихся со слабым знанием предмета, в процессе обучения не показывали положительной динамики в стремлении изучить предмет и получить необходимые знания. Отдельные студенты с уже имеющимся пакетом графических компетентностей теряли интерес к изучению дисциплины из-за отсутствия возможности творческого использования получаемых знаний.
Поэтому был сделан вывод о том, что студенты при обучении смогли получить необходимые базовые компетенции для дальнейшего изучения профессиональных/общепрофессиональных предметов последующих курсов. Кроме того, обучающиеся научились применять полученные ими проектно-графические и проектно-конструкционные, изобретательские и другие компетенции, связанные с использованием разделов компьютерной графики, но для этого необходимо рассматривать их формирование и развитие в индивидуальном порядке. Оптимизировать подачу материала, связанного с решением стандартных задач различного уровня сложности, возможно через проведение традиционных практических и дополнительных занятий для студентов с различной начальной/базовой подготовкой по изучаемому предмету. Однако достаточно трудной задачей для преподавателя является формирование, развитие и удержание позитивного отношения к предмету, и желание его изучать для последующей практической деятельности, а также вопросы профилактики профессиональных деформаций.
Поэтому в 2007–2008 уч. году преподаватели «Инженерной графики» также основываясь на полученной начальной административной информации, составили соответствующие календарные планы, проведения аудиторных занятий, в которых учитывался порядок изучения дисциплины. Эта последовательность в экспериментальных группах также отличалась от традиционного порядка подачи теоретического материала тем, что данный вопрос решался преподавателями, читающими курсы лекций совместно с представителями предприятий, выдавшими целевое направление на обучение. Перед началом семестра преподаватель N читающий курс лекций на специальности «Вагоны» встретился с технологами вагонных депо «Омск-пассажирский» и «Московка», и попросил их указать на недостатки графической подготовки выпускников, пришедших в последние годы к ним на предприятие. Преподаватель L, ведущий практические занятия и курс лекции на потоке, связанном с подготовкой будущих технологов транспортного машиностроения, также посетил предприятия железнодорожного транспорта и пообщался с представителями проектных организаций, связанных с проектированием объектов железнодорожного транспорта «Омскжелдорпроект», депо «Московка», «Входная». Данным преподавателем были выявлены не только недостатки в текущей подготовке специалистов. Представители проектных организаций указали на актуальность изучения вопросов, связанных с грамотным выполнением технико-технологической документации, в том числе и при помощи графических пакетов «КОМПАС» и «AutoCAD» (различных версий). При этой встрече была осуществлена договоренность о возможных посещениях предприятия и преподавателей и студентов (не только направленцев), для того чтобы студенты могли увидеть как на практике могут быть использованы проектируемые графические документы. Учитывая пожелания представителей предприятий, и актуальность изучения определенных вопросов, связанных с проектированием (составлением) и оформлением конструкторской, технологической и рабочей документации, преподаватели в ходе эксперимента трансформировали свои лекционные курсы с опорой на эти вопросы. В этом случае давались не просто «сухие» выдержки из ГОСТов, но и показывались возможности применения этих гостовских замечаний в реальной практической деятельности технологов и инженеров-механиков.
Кроме того, для того чтобы узнать, какие вопросы интересны самим студентам, а также определить уровень их начальных компетенций, на первом занятии преподавателями были проведены соответствующие тест-опроссы, в которых были заданы вопросы, ответы на которые позволили определить уровни соответствующих составляющих, связанных с изучением дисциплины «Инженерная графика». Начальное тестирование проводилось в течение одного академического часа (45 минут). При этом вопросы, связанные с выявлением уровня начального производственного опыта составлялись преподавателями. Но прежде, чем представить их студентам, данные вопросы оговаривались с производственными кураторами (технологами производств). Задания и вопросы, связанные с теоретической подготовкой преподаватели составляли с опорой на знания, которыми студент предположительно должен область (знания по довузовскому курсу «Черчение», и курсу «Начертательная геометрия», который студент должен был изучить на первом курсе). Для оценки уровня мотивации изучения профессиональной дисциплины и работы на соответствующем предприятии использовались опроссники К.Л. Левитана [26, М. Рокич и В.А. Розанова [39].
После обработки полученной информации преподавателями составлялись примерные маршруты обучения, отраженные в специально разработанных маршрутных картах обучения студента. В них включались все данные, полученные при диагностировании и необходимые формы и методы взаимодействия преподавателей, производственников и студентов, а также дата первого контрольного тестирования.
Примерная маршрутная карта студента содержала:
1. Общую информацию
– фамилия имя отчество студента;
– факультет, специальность, курс, группа;
– фамилия, имя, отчество академического куратора;
– наличие/отсутствие целевого направления (если имеется целевое направление, то информация о предприятии-заказчике, а также о производственном кураторе);
– имеется ли диплом средне-профессионального учебного заведения (если есть, то какая оценка в этом дипломе по сопутствующему предмету/какое количество часов отводилось на изучение этого предмета).
2. Данные о результатах диагностирования начальных компетенций (преподавателю необходимо было отметить в предлагаемой таблице (см. ) соответствующий уровень теоретической, производственной и мотивационной составляющей). Соответственно, используя данную таблицу в карте, преподаватель мог производить соответствующие изменения, для более оптимального обучения этого студента (для построения рационального алгоритма взаимодействия субъектов, участвующих в образовательном процессе).
3. Содержание маршрутов обучения.
В содержании маршрутов обучения указывались даты проведения соответствующих занятий, и какие использовались педагогические методы и средства для достижения поставленной цели – повышения уровня теоретических знаний и умений, о которых говорится в образовательных стандартах, а также повышения уровня мотивации изучения данного предмета для квалифицированного использования полученной компетенции в условиях реальных производств.
После того, как были составлены маршруты, в следующем пункте должен быть изложен ожидаемый результат обучения, т.е. на сколько (как) может измениться динамика выбранного обучения.
Как и в предыдущем экспериментальном периоде по истечении 4–5 недель проведения занятий, по составленному маршруту, преподаватель, совместно с кураторами, проверял характер изменений в уровнях составляющих компетентности. При этом для объективности оценивания использовались вопросы и методы компьютерного тестирования. В тест закладывались вопросы теоретического характера, вопросы, связанные с применением полученных знаний и навыков на производстве, а также вопросы, связанные с желанием (необходимостью) изучения конкретных вопросов предмета. Причем в последнем случае студенты могли написать свои пожелания и комментарии относительно изучения соответствующих вопросов.
В оценку, также были вложены вопросы/темы, которые уже были изучены в прошедшие 4 недели обучения. Кроме интеллектуального прогресса и формирования/развития каких-либо навыков, применения знаний в условиях производственных цехов, учебных мастерских, можно было увидеть, как студент относится к изучению предмета его ответственное отношение к изучению теоретических вопросов, аккуратное и систематическое выполнению практических заданий и пр. За 4 недели в течение отведенного времени и у студентов различных специальностей по расписанию проходило четыре лабораторные работы, два практико-консультационных занятия, на которых студенты выполняли графические/курсовые работы, а также предоставляли физические объекты, выполненные по составленным эскизам различные детали (соответствующей сложности). Кроме того, должны были прослушать 2 лекции, запланированные в календарном плане. Для достижения соответствующего уровня проводилось 4 занятия по работе со студентами-целевиками. Эти занятия были нужны для «доведения уровня знаний до надлежащего состояния», «выправить ситуацию с уровнем теоретической подготовки» [из комментариев преподавателей ОмГУПС]. При этом преподаватели, опираясь на соответствующий уровень начальных знаний, показывали студентам стандартные решения задач, связанных с их предметом.
По прошествии 4–5 недель обучения предмету студентов оценивали по схеме, представленной на рис. 3 в п. 2.1. В результате, если студент смог «выровнять проблемную ситуацию» и начал заниматься изучением предмета, т.е. у него появился интерес выполнить представленные задания и сдать их в положенный, отведенный преподавателем срок, и получить положительную аттестацию, делался вывод, что маршрутная карта составлена верно. Однако, при проведении эксперимента преподаватели столкнулись с проблемой развития производственной составляющей. Развить эту составляющую было достаточно сложно, потому что каждый преподаватель выдавал практические задания без опоры на изучаемые в параллель предметы общепрофессионального (профессионального) блока.
При изучении инженерной графики, преподаватели показывали на лекционных занятиях, как в условиях предприятия инженер может реализовать знания о составлении сборочного чертежа, или какого-либо другого графического документа. Однако при этом они не опирались на те знания, которые дают преподаватели, например, на дисциплине «Введение в специальность», где студенты еженедельно посещают производственные мастерские, или по договоренности с предприятием производственные цеха. Поэтому было достаточно трудно добиться от студентов, понимания практической пользы изучения предмета. Студенты традиционно выполняли задания по черчению и отдельно от этих знаний, стандартно выполняли действия связанные с установкой инструмента и отладкой оборудования внутри мастерских.
Поэтому для того, чтобы развить у студентов осознанность и уверенность в действиях по обоим предметам и систематизировать знания, в маршрутных картах, связанных с изучением предмета по «Инженерной графике» появился пункт о графических работах, связанных с учебным планом дисциплины «Введение в специальность». Поскольку изготовить деталь для сборки невозможно без чертежей (эскизных проектов), то преподаватели дисциплины «Введение в специальность» просили обратить внимание на расстановку акцентов на практических занятиях, опираясь на требования ГОСТов и предприятий-работодателей, а также просили учитывать и их календарные планы. Поэтому при составлении образовательных маршрутов первокурсников по изучению Инженерной графики, были произведены изменения, которые позволили использовать учебно-производственный реверс и взаимосвязь между навыками, осваиваемыми на теоретических и практических занятиях по «Инженерной графике» и по некоторым др. дисциплинам профессионального блока.
Оценка результатов использования спроектированных маршрутов производилась с учетом, требований образовательных стандартов, пожеланий работодателей и преподавателей дисциплин профессионального блока, изучаемых в том же семестре. Данная оценка позволила выявить студентов с положительной, отсутствующей и отрицательной динамикой изучения дисциплины «Инженерная графика».
Кроме того, после использования совместного (взаимодополняющего) преподавания дисциплин «Инженерная графика» и «Введение в специальность» обучаемые смогли повысить уровень, связанный с лабораторным/ производственным опытом использования/внедрения проектно-графической документации различного вида. Также у них было зафиксировано повышение уровня мотивации по изучению этой дисциплины профессионального блока. Это проявилось в повышении интереса к отдельным разделам дисциплины, а также к практической стороне предмета, т.е. студенты в процессе проведения экспериментальных занятий стали проявлять активность в вопросах, связанных с изучением возможностей различного вида построений (циркульных и лекальных кривых, сопряжений, уклонов, конусности и т.д.). На фоне этих положительных изменений был сделан вывод о том, что для большинства студентов этой специальности были спроектированы рациональные образовательные маршруты. Однако для повышения уровня мотивации студентов данного потока необходимо использовать наиболее интенсивное общение студентов и преподавателей с работодателями. Поэтому в ходе эксперимента были проведены семинарские занятия и научно-практическая конференция, с участием технологов и конструкторов предприятий железных дорог г. Омска, на которых обсуждались вопросы, связанные с качеством подготовки будущих инженерных работников, различных уровней компетентности и были приняты решения о возможности участия студентов в различных работах на предстоящей производственной практике, запланированной в конце второго семестра. Поэтому, преподаватели при дальнейшем обучении в оставшемся семестре опирались на положение/договоренность о том, что студенты будут на практике не просто наблюдать за операциями составления технологического/проектно-конструкторского процесса и его производственной апробации, но и принимать в нем посильное участие (при выполнении графической, текстовой документации и т.д.).
Что касается специальности «Технология транспортного машиностроения и ремонта подвижного состава», то здесь просматривались несколько другие результаты. Данное соотношение в положительных изменениях было иным. Студенты после первой части обучения были достаточно хорошо ориентированы на практическую деятельность для предприятий, на возможность использования навыков черчения для изучения других профессиональных дисциплин. Однако, просматривалась проблема рациональности выбора методов и форм изучения теоретического материала, т.е. в данном случае сложилась ситуация «хотим работать на предприятиях железнодорожного транспорта, умеем изображать различные элементы, но не достаточно знаем все требования стандартов, их возможности и ограничения». Для того, чтобы нормализовать ситуацию теоретической подготовки обучаемых, и не потерять их интерес, преподаватель решил проводить различные деловые игры, которые способствовали бы освоению и закреплению знаний по предмету. Также для того, чтобы способствовать систематическому изучению теоретического материала, который студентам выдается в аудиторных условиях и на самостоятельное изучение, преподаватель сократил периодичность и изменил формы контроля тех знаний.
Кроме того, результаты первичной оценки спроектированного маршрута, позволили определить, что у некоторых студентов после обучения появилась тенденция отрицательной динамики обучения по некоторым вопросам. Эти студенты не посещали занятия, не встречались с производственными и академическими кураторами, не занимались на дополнительных занятиях. Причем 4 из них просто числились в роли студентов, пропускали все занятия без уважительной причины, и были впоследствии согласно положению о высшей школе за многочисленные пропуски отчислены. Остальные либо пропускали по болезни, либо не выполняли ни каких заданий практического характера, по причине несобранности и не дисциплинированности, рассчитывая на то, что в конце семестра сдадут весь материал сразу. В этих случаях преподаватели, участвующие в проведении эксперимента совместными усилиями с руководством факультетов и представителями предприятий-работодателей решали, какие применить меры для улучшения сложившейся ситуации – административные, психологические и пр.
Помимо этого были выявлены студенты с отсутствующей динамикой развития составляющих маршрута, т.е. это те обучающиеся у которых сохранился тот уровень составляющей, который был на начальной стадии изучения дисциплины. И те усилия, которые прилагались преподавателями и производственными кураторами не произвели на этих студентов должного эффекта. Поэтому при корректировке образовательных маршрутов преподавателями были учтены эти особенности студентов, и совместно с производственными кураторами был применен метод выполнения коллективных частей курсовых работ. При выполнении графических работ практическую часть студенты делили между собой, т.е. каждую деталь, изготавливаемого в последствие узла, каждый студент группы/подгруппы проектировал самостоятельно, и затем при выполнении сборочного чертежа каждый из участников группы, при выявленной ошибке, мог сделать замечание. При этом развивалось не только чувство ответственности за свою работу, но чувство здорового коллективизма, ответственности за весь коллектив, который выполнял данный вид деятельности. Для того, чтобы студентам было «не все равно» как оценят их проектирование им предлагалось отстоять свое мнение в присутствии не одного преподавателя, который проводит у них аудиторные занятия, но в присутствии другого преподавателя кафедры, либо с приглашением представителя производства. Такие коллективные защиты (представления разработок, с акцентом на выполнение графических работ) проходили в виде студенческой конференции. При этом преподаватели выдавали работу, которая требовала самостоятельного изучения некоторых вопросов, связанных с проектированием и оформлением в графических редакторах и проявлениями определенных личностных качеств (аккуратность, пунктуальность, ответственность и пр.), именно тем студентам, у которых отсутствовала динамика в составляющих образовательных маршрутах на первоначальном этапе.
Таким образом, приведенные ранее методы корректирования образовательных маршрутов в виде деловых игр, конференций, семинарских и практических занятий, приближенных к производственным условиям, использование различных наглядных и реальных средств и условий учебных мастерских и производственных цехов, воздействий преподавателя и производственных кураторов на студентов и пр. позволили изменить направление конкретных составляющих у конкретных студентов. В процессе проведения эксперимента на старших курсах было выявлено, что для подготовки быстро адаптирующегося, ответственного и заинтересованного в результатах своей работы специалиста, необходимо использовать совместные усилия – совместный контроль работы студентов семестре, и использование совместных взаимосвязанных и параллельных методов, как на производстве, так и в условиях академической среды.
После проведения корректирующих действий через 4–5 недель вновь проверялась динамика всех составляющих. Если вновь не проявлялась динамика изучения, преподаватели совместно с кадровыми службами и руководством деканатов в индивидуальном порядке занимались конкретными студентами. В этом случае добавлялись консультационные занятия для студентов, нуждающихся в коррекционных занятиях, проводились специально организованные тренинги и семинары для преподавателей, проводивших данные экспериментальные занятия, а также для кураторов академических групп и производственных кураторов, ответственных за конкретных студентов.
В конце семестра на результирующем контроле (сессии) проверялись знания, умения и навыки студентов, связанных с конкретным предметом. Но в процессе сдачи экзамена преподаватели задавали дополнительный вопрос, который определял, насколько студент понимает необходимость знания вопроса, попавшегося ему в билете (его практическую ценность), просили привести пример, какое применение этих знаний он видит в условиях производства.
В заключительной части данного экспериментального периода производилось сравнение результатов студентов, участвовавших в эксперименте и студентов, обучаемых по стандартной схеме. Причем это сравнение производилось не только в момент сдачи экзамена, но и в момент прохождения практики. Результат – оценка адаптационных возможностей студента, его практических навыков, полученных после соответствующего курса, а также знания, связанные с возможными производственными решениями отражались как в маршрутной карте студента, так и в его аттестационной книжке по практике, которая предусмотрена образовательным стандартом.
Что касается второго периода проводимого эксперимента для студентов заочной формы обучения, то следует отметить, что в данном случае также были применены маршрутные карты, в которых оценивались уровни начальных компетенций, а также возможный потенциал в изучении данного предмета и возможность развития не только необходимых профессиональных качеств. При этом во втором экспериментальном периоде студентам-заочникам приходилось пройти через деловые игры, связанные с применением знаний и навыков по изучаемой дисциплине на практике [Андрюшина, 2005] . При этом деловые игры носили «производственный характер». Это связано 82 % обучаемых в экспериментальных группах в этот год были знакомы с производством и имели полноценное представление о производственной среде, в том числе и о возможностях внедрения технологических новшеств в условиях конкретных предприятий и пр. Эти деловые игры позволили студентам уверенно и обоснованно отстаивать индивидуальную и конкретную точку зрения и т.д. Это позволило студентам достаточно комфортно в режиме диалога изучать актуальные вопросы, связанные с разработкой, оформлением и составлением проектно-конструкторской документации, а также позволило преподавателю, предлагать студентам-заочникам такие задания, которые по уровню сложности не отличались от уровня задач, предлагаемых студентам дневной формы обучения. Кроме того, для студентов различных категорий был предложен электронный комплекс заданий для студентов заочного отделения, который позволил им изучать необходимый материал и выполнять задания различной сложности. Однако, в некоторых случаях это вызвало некоторые сложности с возможностью получения консультаций студентов. Это связано с тем, что большинство заочников относились к возрастной категории 25–32 года. Большинство из них связывали свой успех с тем, что если преподаватель объяснит им «в живую» как решать ту или иную задачу, то им будет легче решать задачи, представленные для выполнения самостоятельной аттестационной/курсовой графической работы. Поэтому большинство студентов просили руководство заочного факультета организовать также дополнительные занятия. Для тех, кто не смог побывать на соответствующих дополнительных занятиях, была выделена возможность общения студентов в режиме он-лайн. Однако сложность состояла в передаче графической информации по электронной почте, поскольку не многие из студентов обладали достаточными знаниями, позволяющими составлять самостоятельно графическую информацию и передавать ее с помощью электронной почты. Кроме того, достаточно сложно приходилось студентам, не владевшим терминологией дисциплины, поскольку полноценный диалог с преподавателем без знания соответствующих определений и основ предмета был невозможен.
Однако по окончании второго периода эксперимента было выявлено, что для оптимизации студентов заочного факультета, возможно применять индивидуальные маршрутные карты, которые были также использованы для студентов дневной формы обучения, с отличиями, учитывающими специфику заочного обучения. В индивидуальных маршрутах в качестве корректирующих действий были использованы деловые игры. Данный вид контроля и обучения позволил преподавателям, которые выступали в них только в роли сторонних наблюдателей, оценить студентов (их личностные и квалификационные характеристики). При этом производилась оценка
– умения обучающихся работать в коллективе и отвечать за свои поступки;
– быстроты принятия рациональных решений;
– умения обоснованно доказать «правильность»/целесообразность выбранного решения, с опорой не только на информацию полученную из технической/конструкторской литературы, но и на производственный опыт, которым они обладали на момент проведения деловой игры.
Использование диалогового общения студентов и преподавателей при помощи системы он-лайн выявило необходимость в качественном обучении студентов не просто по оформлению документации, но и оформлению ее с помощью различных графических пакетов, а также развитию у студентов необходимой терминологической базы. Данные недостатки также просматривались и у студентов дневного отделения, поэтому следующий период эксперимента был связан с оптимизацией профессиональной подготовки с возможностью использования интерактивного консультирования студентов.
Третий экспериментальный период (2008–2009 учебный год) проводился с помощью студентов первого курса, изучавших дисциплину «Инженерная графика» и «Компьютерная графика» и третьего курсов, изучавших дисциплины профессионального блока такие, как «Теория конструкции вагонов»/ «Теория конструкции локомотивов», «Оборудование машиностроительных производств» и пр., т.е. дисциплины, изучение которых базируется на знаниях общепрофессиональных предметов, в том числе, на полученных компетенциях проектно-конструкторского и проектно-графического видов.
В ходе проведения экспериментальной работы для студентов составлялись также индивидуальные маршрутные карты, в которых также были отражены уровни начальных академических знаний, профессиональный опыт, необходимый для изучения дисциплины, а также уровни мотивации обучающихся, касающиеся изучения соответствующего предмета. Отличие состояло в том, что в маршрут включалось использование электронных пособий, учебников и справочников, а также раздел «индивидуальное консультирование». Причем данное консультирование предполагало консультирование в условиях аудиторных дополнительных занятий и в условиях интерактивного общения. Для осуществления последнего был создан специальный электронный адрес, на который студенты присылали вопросы, связанные с непонятыми моментами по выполнению курсовых графических работ, или решению задач определенного уровня сложности, которые были выданы им на дом. Кроме того, электронными адресами обменялись преподаватели, проводящие занятия на дисциплинах общепрофессионального и профессионального блоков, а также академических и производственных кураторов. Это позволило:
– создать не только физический, но и дистанционный диалог между всеми субъектами обучения, которые непосредственно заинтересованы в получении компетентного специалиста, «правильно» ориентированного на соответствующие производственные условия;
– сократить время выполнения контрольных/курсовых работ;
– осуществлять, практически, постоянный контроль изучения дисциплин;
– осуществлять мониторинг по вопросам применения «выдаваемых» заданий и необходимости изучения соответствующих вопросов, связанных с перспективой развития конструкций соответствующих элементов/единиц подвижного состава.
– использовать согласованные корректирующие действия со стороны профессорско-преподавательского состава и со стороны производства в лице производственных кураторов и руководства предприятий, нуждающихся в специалистах.
Результатом третьего периода эксперимента стали положительные достижения студентов и первого, и третьего курсов, развитие их положительной мотивации изучения дисциплин, с опорой на знание производства, умение обращаться с информацией различного вида (физической, взятой из учебника, электронными источниками), а также использовать различные средства для продуктивного диалога с преподавателями, сокурсниками и представителями коллектива. Примерами последнего являются вопросы, заданные студентами и данные консультации (ответы) производственных кураторов.
Корректировка маршрутов обучения производилась, как и в предыдущем экспериментальном периоде, на основании полученных данных, через определенные промежутки времени (на так называемых контрольных неделях). Причем корректировка маршрутов обучения первокурсников производилась, как было описано ранее (во втором периоде), а в обсуждении результатов промежуточного тестирования принимали участие не только преподаватели, изучаемых профессиональных дисциплин, но и преподаватели которые обеспечивали базовую профессиональную подготовку для изучения этого предмета, а также производственных кураторов и представителей деканатов факультетов. Приглашение к диалогу преподавателей раннего (общепрофессионального) периода обучения связано с тем, что и производственники и преподаватели дисциплин профессионального цикла указывают не только на недостатки, но пытаются внести свое рациональное предложение по базовой профессиональной подготовке.
Таким образом, был сделан вывод о том, что оптимизировать процесс обучения профессиональным дисциплинам необходимо при составлении индивидуальных маршрутных карт студентов по изучению соответствующего предмета, в которых необходимо показывать возможность академического и интерактивного диалога между всеми субъектами, участвующими в обучении предмету в целом, и изучению конкретных вопросов этого предмета. Данный диалог и такое использование различных форм, методов и средств, которые были описаны в главе 3, позволяет максимально приблизиться к цели обучения – получению компетентного бакалавра или специалиста. Кроме того, это способствует выявлению студентов, склонных к дальнейшей научно-практической и исследовательской деятельности, т.е. к обучению в магистратуре по соответствующим направлениям, связанным с отраслью.
Следует отметить, что в этот экспериментальный период проводились студенческие научно-практические конференции/телеконференции, в которых рассматривались вопросы, связанные с развитием и модернизацией некоторых элементов подвижного состава. В этих мероприятиях принимали участие студенты экспериментальных студенческих групп и первого и третьего курсов, которые были выделены преподавателями и прикреплены к рабочим исследовательским группам, изучающим вопросы повышения качества изготовления и ремонта подвижного состава. Организаторы данной телеконференции (Управление Западно-Сибирской железной дороги) «отметили высокий уровень подготовленности по вопросам, связанным с чтением и составлением рабочей конструкторской документации и быстрым определением возможных вариантов решения сложных практических моментов, а также умением рационально и обоснованно находить реальные конструкторские решения» [Из заключительного слова И.В. Мицука студенческой телеконференции (апрель, 2009)].
Исходя из вышесказанного, были сделаны выводы о том, что
– маршрутные карты изучения предмета, должны включать в себя не только оценку начальных компетенций и методы корректирования не развитых составляющих компетенций (интеллектуальных, мотивационных и производственных), но и заключение о потенциальных возможностях студента, его склонностях и стремлениях, а также развитых/неразвитых чертах, необходимых для работы на реальном производстве. Причем данное заключение должно делаться совместно с академическими и производственными кураторами;
– использование средств интерактивного общения между всеми субъектами, участвующими в образовательном процессе, позволяет развивать диалогическую составляющую оптимизации процесса обучения (независимо от того, студенты какого курса будут обучаться при помощи данной концепции);
– общение по вопросам успеваемости и развития мотивации изучения дисциплин профессионального блока, позволяет выявить недоработки специалистов общепрофессиональных дисциплин, а также возможности их устранения при активном содействии производственных кураторов и преподавателей профессиональных дисциплин.
Однако моментом, вызывающим «сложность» проведения всех операций самого процесса оптимизации в условиях кафедр общепрофессиональной, профессиональной и специализированной направленности, в том числе и при индивидуальном оценивании студентов, явился большой расход времени. Поэтому в 2009–20010 уч. году было предложено использовать систему «электронный деканат», применяемую в Сибирском государственном университете путей сообщения. Это позволило сократить время для получения общей и административной информации. Кроме того, были использованы электронные тест-опросы по определению начальных компетенций студентов и электронных программ по промежуточному контролю динамики изучения предмета и уровня компетенций. Применение данных действий позволило существенно сократить время заполнения соответствующих маршрутов обучения студента и повысить эффективность работы преподавателя. Использование электронных средств общения с представителями предприятий позволило также быстро получать информацию о студентах с целевым направлением или студентах заочного отделения. Это изменения уровня мотивации студентов к вопросам профессиональной деятельности на выбранном предприятии железной дороги, а также проявлениями активности и инициативности в реальных производственных вопросах и т.п. Однако следует отметить, что использование современных программ, позволяющих технологизировать процесс профессионального обучения, не лишает активности, и индивидуального подхода в вопросах изучения дисциплины ни студентов, ни преподавателей, ни представителей предприятий. Вопросы о том, какие использовать формы, средства и методы обучения, а также вопросы корректировки с привлечением производств, решались преподавателями совместно с производственными кураторами в течение семестра. Эта попытка внедрения использования данной концепции в условиях еще одного транспортного вуза Сибири ? Сибирского государственного университета путей сообщения (СГУПСа) осуществлялся с привлечением студентов специальности 200503.65 – «Стандартизация и метрология» дневной формы обучения (16 человек) и 2 преподавателей кафедры «Графика». Выбор студентов данной специальности обоснован тем, что 10 человек из 16 участвующих в эксперименте, прошли так называемую предварительную/начальную довузовскую подготовку. Формирование соответствующих начальных компетенций в условиях подготовительных курсов, которые проводятся на базе данного вуза в течение 2 лет, т.е. преподаватели вуза готовят своих абитуриентов, когда те еще находятся в статусе старшеклассников.
При этом преподаватели вуза попадают в среду общения не только между студентом преподавателем вуза и предприятием-работодателем, но и школьными педагогами, которые в большей степени влияют на профессиональное ориентирование школьников, зная их «природные задатки» и наклонности к соответствующей деятельности. Поэтому диалог между преподавателями различных учебных заведений, которые совместно и поэтапно готовят учащихся к последующей профессиональной деятельности и ориентируют их на успех в профессии, способствует отысканию согласованности в подготовке абитуриента инженерно-технических вузов (определению взаимовлияния различных предметов естественно-научного и общепрофессионального характера, которые впоследствии пригодятся им). Такой диалог существовал и в подготовке студентов экспериментальной группы. В течении двух лет довузовской подготовки заведующий кафедрой «Графика» и преподаватели этой кафедры проводили занятия по курсу «Техническое моделирование», «Черчение», на которых были использованы знания обучаемых по таким предметам, как «Геометрия», в частности «Стереометрия», «Информатика» и пр. Причем эта «опора» носила реальный характер, поскольку просматривались рабочие программы и планы проведения занятий этих предметов (темы, которые позволяют достаточно полно изучить соответствующие темы предметов, которым обучали внутри вуза). Поэтому при проведении очередного экспериментального периода в условиях Сибирского государственного университета путей сообщения, были выявлены высокие показатели уровня начальных компетенций, а также достаточно высокий процент сформированных маршрутных карт обучающихся, которые впоследствии не требовали основательной переработки для достижения эффективного результата. При этом профессиональная ориентация и навык выполнения изображений различной сложности уже появился на предварительной стадии, поэтому преподавателям вуза, которые работали уже со студентами, нужно было подобрать задачи, решение которых заставило студентов задумываться о рациональности выбора метода решения и о последствиях выбранного варианта. При этом достаточно быстро были выделены студенты, склонные к практической деятельности внутри предприятия и студенты, способные к самостоятельной изобретательской и исследовательской деятельности.
Проведенный системный эксперимент показал, что оптимизировать обучение дисциплин, напрямую связанных с профессией инженера, нужно с учетом имеющихся у студентов начальных компетенций, их корректировкой либо на стадии обучения конкретной дисциплины, либо на стадии довузовского обучения и профессиональной ориентации в условиях средних учебных заведений (школ, техникумов и пр.). При этом нужно рассматривать конкретные вопросы, связанные с производством (использованием стандарт-
ных/нестандартных решений производственных задач), т.е. умением студентов применить свои компетенции в условиях производства. Кроме того, обучение студентов должно быть направлено на стремление повышения уровня профессиональной компетентности, а также на постоянное/непрерывное профессиональное саморазвитие. Данный вывод был сделан на основе оценки результатов проведенного эксперимента, речь о которой пойдет в следующем параграфе.