Развитие пространственного мышления у учащихся строительного колледжа при изучении курса «Инженерная графика»

метки: График, Инженерный, Мышление, Учащаяся, Пространственный, Проекция, Уровень, Развитие

Актуальность исследования определяется ролью пространственного мышления, обеспечивающего ориентацию человека в реальном (физическом) и теоретическом (геометрическом) пространстве (видимом или воображаемом).

Формирование пространственного мышления эффективно влияет на общее интеллектуальное развитие человека, служит средством практического познания предметов и явлений действительности, обеспечивает успешное овладение теоретическими знаниями. Важную роль пространственное мышление играет в подготовке учащихся к трудовой деятельности, особенно в овладении ими производственно техническими профессиями. В связи с актуальностью тема дипломной работы «Развитие пространственного мышления у учащихся строительного колледжа при изучении курса «Инженерная графика».

Объект исследования

Предмет исследования

Целью дипломной работы является разработка методических подходов развития пространственного мышления, анализ особенностей его развития в процессе обучения, разработка путей диагностики уровня развития пространственного мышления на основе выделенных показателей и определение оптимальных путей формирования с учетом возрастных и индивидуальных особенностей учащихся.

Задачи дипломной работы:

1. Теоретический анализ проблемы развития пространственного мышления при обучении инженерной графике.

2. Разработать учебно-методический комплекс по курсу «Инженерная графика», включающий:

• ѕ рабочую программу;
• ѕ планы-конспекты теоретического и практического занятий;
• ѕ дидактические средства обучения студентов;
• ѕ средства контроля и оценки учебных достижений учащихся.

3. Подготовить и провести педагогический эксперимент по выявлению эффективности использования разработанного учебно-методического комплекса, необходимого для развития пространственного мышления у учащихся.

4. Провести статистический анализ данных, полученных в ходе педагогического эксперимента.

5. Спроектировать подиум для натурных постановок для аудитории изобразительного искусства.

Гипотеза исследования

Методы исследования

База эксперимента Брянский строительный колледж имени профессора Н.Е. Жуковского.

Таким образом, для достижения поставленной цели необходимо последовательно решить выдвинутые задачи, что позволит выявить эффективные пути развития пространственного мышления у учащихся в процессе обучения и внедрить их.

1. Методика обучения учащихся строительного техникума курсу «Инженерная графика»

Исследования: «Формирование инженерного мышления у обучающихся ...

... З.С., Чечеткиной Н.В. «Развитие инженерного мышление – основа повышения качества образования»; Мустафиной Д.А., Никитаева В.М. «Инженерное мышление в изобретательстве, конструировании, проектировании», Зуева П.В., Кощеевой Е.С. "Развитие инженерного мышления учащихся в процессе обучения", Семеновой И.Н., Слепухина ...

1.1 Развитие пространственного мышления учащихся как педагогическая проблема

Развитие пространственного мышления, происходит в процессе овладения учащимся накопленными человечеством знаниями и является одной из существенных характеристик онтогенеза психики учащегося. Высокий уровень развития пространственного мышления является необходимым условием успешного усвоения разнообразных общеобразовательных и специальных технических дисциплин на всех этапах обучения.

Пространственное мышление является существенным компонентом в подготовке к практической деятельности по многим специальностям.

По утверждению многих исследователей практика обучения постоянно обнаруживает слабое развитие пространственного мышления учащихся, начиная с начальной школы и кончая вузом.

Кроме того, опыт работы преподавателей средних и высших учебных заведений, а также психологов и педагогов-исследователей показывает, что учащиеся часто не справляются с задачами как теоретического, так и практического характера, требующих для своего решения сформированности специфического вида мыслительной деятельности, обеспечивающего анализ пространственных свойств.

Недостатки в данной области образования сказываются на успеваемости учащихся по различным предметам как, например, инженерная графика.

Все это свидетельствует о том, что техникум не создает достаточных условий для развития пространственного мышления, так как обучение строится таким образом, что словесно-логическое мышление получает преимущественное развитие.

Можно сказать, что в настоящее время процесс становления пространственное мышление изучен не полностью. До сих пор не было проведено достаточно полного сравнительного исследования уровня развития пространственного мышления в зависимости от характера учебной деятельности на различных возрастных этапах.

Пространственное мышление — вид умственной деятельности, обеспечивающий создание пространственных образов и оперирование ими в процессе решения практических и теоретических задач[22].

Это сложный процесс, куда включаются не только логические (словесно-понятные) операции, но и множество перспективных действий, без которых мышление протекать не может, а именно опознание объектов, представленных реально или изображённых различными графическими средствами, создание на этой основе адекватных образов и оперирование ими по представлению. Являясь разновидностью образного мышления, пространственное мышление сохраняет все его основные черты, и тем самым отличается от словесно-дискурсивных форм мышления. Это различие видно, прежде всего, в том, что пространственное мышление оперирует образами; в процессе этого оперирования происходит их воссоздание, перестройка, видоизменение в требуемом направлении. Образы являются и исходным материалом, и основной оперативной единицей, и результатом мыслительного процесса. Это не означает, что при этом не используются словесные знания. Но, в отличие от словесно-дискуссивного мышления, где словесные знания являются основным содержанием, в образном мышлении слова используются как средства интерпретации уже выполненных в образах преобразований.

Пространственное мышление формируется на всех этапах онтогенеза под влиянием различных обучающих воздействий[6], имеет ярко выраженную индивидуальную специфику, особенности ее проявления в разнообразных видах деятельности (игровой, учебной, профессиональной).

Особенности конструктивного мышления дошкольников

... литературы выявить особенности развития конструктивного мышления у дошкольников. Охарактеризовать средства развития конструктивного мышления у дошкольников в процессе обучения математике. Провести диагностику уровня развития конструктивного мышления у детей старшего дошкольного возраста. Разработать план занятий по развитию конструктивного мышления старших дошкольников в процессе обучения ...

Содержанием пространственного мышления является оперирование пространственными образами на основе их создания с использованием наглядной опоры (предметной или графической, разной меры общности и условности).

Оперирование пространственными образами определяется их исходным содержанием (отражение в образе геометрической формы, величины, пространственной размещенности объектов); типом оперирования (изменение в ходе оперирования положения объекта, его структуры); полнотой, динамичностью образа (наличием в нем различных характеристик, их системности, подвижности).

Все эти особенности пространственного мышления отражают процесс работы с образом, позволяют выявлять его качественное своеобразие, фиксировать возрастные и индивидуальные особенности проявления этого процесса, что весьма существенно в диагностических целях.[19]

Важно подчеркнуть, что особенности пространственного мышления нельзя выявить в полной мере, используя для этого различные головоломки, пространственно-комбинаторные игры и так далее.

В реальной практике (игровой, учебной профессиональной) пространственное мышление всегда включено в решение различных задач, опирается на систему знаний, которые не могут (и не должны) нивелироваться. Этой точки зрения придерживаются многие прогрессивные тестологи, которые разрабатывают новые конструкции тестовых методик. Как считают многие из них, современные диагностические методики должны фиксировать не только общую результативность (продуктивность) выполнения заданий, но и процессуальную сторону его выполнения, так как без этого трудно выявлять индивидуальные различия между людьми, оценивать их не только количественно, но и качественно, корригировать обучающие воздействия.

Важно, чтобы диагностические методики способствуют выявлению индивидуальных стратегий решения тестовых задач, проверке устойчивости их проявления на разном материале, фиксируют особенности проработки этого материала. Только на этой основе можно дифференцировать людей по уровню развития пространственного мышления, выявлять качественные его особенности, давать рекомендации к его развитию и использованию в различных видах деятельности с учетом целей и задан этой деятельности, требований к ее осуществлению[12].

Конечно, содержание, структуру, условия формирования и другие особенности пространственного мышления можно исследовать в индивидуальных (лабораторных) экспериментах. Однако разнообразные практические задачи, которые приходится решать психологам в современных условиях (профориентация, профотбор, выбор учеником предметов для углубленного изучения), требуют проведения массовых исследований, получения оперативной информации об особенностях умственной деятельности учащихся, которая должна дополняться сведениями об их школьной успешности, клиническими наблюдениями за учебным поведением, педагогическими характеристиками и другое.

Одной из разновидностей образного мышления является пространственное мышление, которое, обладая всеми характерными особенностями образного мышления, имеет свои специфические черты[12].

Пространственное мышление в своих наиболее развитых формах формируется на графической основе, поэтому ведущими образами являются зрительные образы. Переход от одних зрительных образов, отражающих пространственные свойства и отношения, к другим, постоянно наблюдается в решении тех задач, где используются разнотипные графические изображения. На их основе возникают не только отдельные образы, адекватные каждому изображению, но их целостная система.

Психология технического мышления. Т

... образные и практические компоненты мыслительной деятельности своеобразно сочетаются и взаимодействуют. Первой и центральной проблемой нашего исследования является проблема структуры технического мышления ... изучение процесса решения технических и производственно-технических задач представляет немалый интерес как для психологии мышления, так и для психологии труда. Психология мышления не может быть ...

Умение мыслить в системе этих образов и характеризует пространственное мышление. В пространственном мышлении проявляются основные характерные черты образного мышления, такие как: динамизм, перекодирование образов, оперирование ими в целях создания новых и др. В частности, для создания пространственных образов и оперирования ими в процессе решения задач (практических, профессиональных, графических) важным является выбор пространственной системы отсчета. Последнее, например, не является существенным моментом в создании образов в их предметном, вещественном содержании.

Пространственное мышление, как компонент в решении практических задач, связанных с ориентацией на местности, в мире вещей и природных явлений формируется гораздо раньше, чем образное мышление. Это особенно отчетливо проявляется в раннем онтогенезе. Исходя из теоретических положений С.Л. Рубинштейна, И.С. Якиманской был реализован подход к изучению пространственного мышления как динамического единства субъективного и объективного, их тесного и неразрывного взаимообогащения в процессе деятельности[3].

Экспериментально показано, что формы и уровни пространственного мышления определяются с одной стороны, объективным содержанием материала, (характером его наглядности, условности, обобщенности), а с другой стороны,- познавательной активностью субъекта, реализуемой в процессе решения задач, требующих создания пространственных образов и оперирования ими. Уровень этой активности зависит от овладения субъектом средствами деятельности. Исходя из того, что оперирование образами это особый вид деятельности, который не совпадает ни по своему содержанию, ни по условиям осуществления, ни по результатам с процессом создания образа, И.С. Якиманская тем самым получила возможность определить основную функцию пространственного мышления, под пространственным мышлением подразумевается свободное оперирование пространственными образами, созданными на различной наглядной основе, их преобразований с учетом требований задачи»[3].

Основу пространственного мышления как разновидности образного мышления составляет деятельность представления, протекающая в разнообразных формах, на разном уровне. «Мы выделяем два уровня этой деятельности: создание образа и оперирование им»- пишет И.С. Якиманская[3].

Внутри каждого из этих уровней можно выделить различные типы и создания образов и оперирования ими, что по Якиманской обусловлено определенными конкретными условиями. При создании любого образа, в том числе и пространственного, мысленному преобразованию подвергается наглядная основа, на базе которой образ возникает. При оперировании образом мысленно видоизменяется уже созданный на этой основе образ, нередко в условиях полного отвлечения от него. Автор рассматривает умение создавать образы и оперировать ими,- как определенный уровень развития образного (пространственного) мышления. Оперирование образами может различаться по уровню сложности, что создает основу для изучения возрастных и индивидуальных особенностей образного мышления. Преобразование образов имеет место на всех стадиях онтогенеза. Как следует из ряда публикаций (А.В. Запорожец, Н.Н. Поддьяков, О.К. Тихомиров, Ж. Пиаже), — компетентность в области образного мышления является итогом сложных онтогенетических процессов происходящих в течение детства и отрочества[2, 13]. Интенсивно формирующиеся в юношеском возрасте процессы наглядно-образного мышления и творческого воображения играют важную роль не только в жизни учащихся, но и в деятельности взрослого человека-рабочего, инженера, ученого, писателя,- отмечал А.В.Запорожец. Он писал, что в области математики и теоретической физики, где, казалось бы, отвлеченное абстрактное мышление должно иметь исключительное значение, первостепенную роль играет интуитивное, наглядно-образное познание действительности[6].

Экономический образ мышления и альтернативная стоимость

... успеха, воспитывает экономическое мышление. Экономический образ мышления – это подход к рассмотрению тех или иных проблем и процессов в экономике. Альтернативная стоимость – это проблема ... – это общественная форма организации экономики, основанная на товарном производстве, обеспечивающая взаимодействие производства и потребителя посредством рынка. Товарная форма хозяйствования зародилась как ...

Дж. Брунер подчеркивает, что познание мира носит, прежде всего, чувственный и двигательный характер. Ничто не может быть включено в мысль, не пройдя сначала через все наши чувства и, особенно через двигательную активность, направленную во внешний мир. Сенсомоторное отображение действительности не формируется исключительно только в первые годы, оно продолжает развиваться на протяжении всей жизни человека: мы учимся не только ходить, но и кататься на лыжах и другое. К этому способу отображения действительности добавляется, так называемое, иконическое отображение. Ребенок интериоризирует и откладывает в памяти образы воспринятых им реальных объектов. Такое представление мира с помощью мысленных образов служит первым шагом к символическому представлению. В подростковом и юношеском периоде мир образов постепенно уступает место понятиям. Это еще один способ познания. Условием для его развития служит речь. Каждый из трех способов представления — действенный, образный и символический — отражает события своим особым образом. Каждый из них накладывает свой отпечаток на психическую жизнь ребенка в разных возрастах. В интеллектуальной жизни взрослого человека эти три формы сохраняются и развиваются.

Проблемой формирования пространственного мышления, пространственного воображения у учащихся являются пространственные представления, без которых освоить данный предмет просто невозможно. Развитие воображения — важнейшее условие овладения умением строить и читать чертеж и графической деятельностью в целом. Вместе с тем процесс обучения инженерной графике служит одним из наиболее важных средств развития воображения[21].

Важнейшим условием, обеспечивающим формирование представлений о технических деталях, является обучение учащихся приемам рассмотрения и запоминания деталей, а также и приемам их воспроизведения по памяти. На уроках учащиеся обучаются приемам анализа детали: мысленного ее расчленения на те геометрические тела, из которых она состоит, и выделения всех ее элементов (выступов, выемок, отверстий и так далее).

Это в свою очередь требует мысленного проведения границ каждого геометрического тела (там, где в детали эти тела не разграничены).

Кроме того, нахождение геометрических тел предъявляет требования к приемам абстракции: учащиеся должны мысленно выделить в каждом геометрическом теле его существенные признаки. Так, например, учащиеся под руководством учителя рассматривают брусок прямоугольной формы с пазом. Они констатируют, что этот брусок представляет собой сочетание нескольких прямых четырехугольных призм, и показывают их существенные признаки (два основания равны и параллельны, боковые грани — прямоугольники); аналогично они рассматривают форму паза и общую форму бруска.

Методика организации проблемного обучения на х технологии в школе ...

... интересы. Именно поэтому тема данной работы предельно актуальна. Цель работы - рассмотреть проблемное обучение как средство активизации учебно-познавательной деятельности учащихся на уроках трудового обучения. Объект исследования - проблемное обучение. Предмет изучения - проблемное обучение на уроках технологии в средней школе. В ...

Важнейшим принципом, направленным на обучение, является следующее положение: в начале усвоения нового материала в курсе инженерной графике учащиеся обучаются элементарным приемам, которые характеризуются дополнительной опорой на наглядный материал, а затем методика должна обеспечить перестройку приемов так, чтобы учащийся создавал образы без дополнительной опоры, то есть мысленно, деятельностью воображения. Переход учащихся от действий с дополнительной опорой к мысленным при формировании образов воображения выявляет закономерность, состоящую в том, что в усвоении знаний и умений большую роль играет переход от фактических действий, или действий с наглядным материалом, к мысленным действиям, то есть к действиям в уме.

Этот переход должен осуществляться своевременно. Если учащихся слишком долго обучать «наглядным» способам учебной работы, не включающим деятельность воображения, то это может затруднить развитие их пространственных представлений[5].

В дальнейшем учащиеся обучаются приемам создания образов с помощью деятельности воображения. Учитель не дает учащимся картонные трехгранные углы, а предлагает воспроизвести мысленно те действия, которые они выполняли фактически, при усвоении наглядного приема: представить трехгранный угол и стоящую в нем техническую деталь, мысленно провести перпендикуляры из его вершин на грани трехгранного угла, представить проекции на эти грани, мысленно повернуть правую и нижнюю грани.

В этом случае прием создания образа выражается в следующем: учащиеся создают образы проекций с помощью дополнительных представлений (трехгранного угла, спиц).

Это достигается деятельностью воображения. При этом учащиеся осуществляют переход от фактических действий с наглядным материалом (в предварительном обучении) к мысленным действиям с опорой на дополнительные представления. После этого учащиеся обучаются более сложному для них приему. Учитель ставит перед ними следующую задачу: научиться представлять проекции заданной детали без опоры на дополнительные образы, то есть не представляя трехгранный угол. Этот прием создания образа заключается в следующем: рассмотрев форму детали, мы последовательно мысленно «видим» ее три плоскостных изображения. Иначе говоря, мы последовательно представляем себе три проекции в соответствующих местах на листе бумаги и затем зарисовываем их. Переход к этому способу характеризуется тем, что исчезает опора на дополнительные представления, что связано с усложнением деятельности воображения. При овладении этим способом многие учащиеся испытывают, серьезные затруднения. Они не могут «увидеть» предмет в «плоскостном виде», то есть они не могут отвлечься от третьего измерения. Если учащимся все же удается представить мысленно ту или иную проекцию предмета, то этот образ легко исчезает или искажается.

В целях преодоления трудностей учащиеся возвращаются к предыдущему приему: они создают образ с помощью дополнительных представлений.

Важное место в курсе инженерной графики занимает овладение приемами, которые нужны учащимся для создания образов при чтении чертежа. Учитель объясняет учащимся, что чтение чертежа включает:

• рассмотрение чертежа (включая все его детали и условные обозначения) и соотнесение его элементов по трем проекциям;
• создание образа предмета на основе этого чертежа. Этот последний процесс является сложным и имеет две неразрывно связанные стороны.

Во-первых, учащийся мысленно объединяет три проекции, т.е. синтезирует их, и, во-вторых, он мысленно наполняет проекции третьим измерением.

1.2 Организация занятий по курсу «Инженерная графика»

Для изучения дисциплины «Инженерная графика» необходимо определенное оснащение кабинета, в котором будут проводиться занятия. В кабинете должны иметься пособия для наглядного изучения: таблицы, модели, детали, различные изделия, чертежи, а также должны находиться книги по дисциплине. Рекомендуется также использовать кинофрагменты, учебные фильмы по инженерной графике.

В ходе изучения дисциплине «История искусств» будут предлагаться различные темы лекций и семинарских занятий.

Лекция

Образование проекций

План лекции

1. Проекции центральные.

2. Проекции параллельные.

3. Метод монжа.

1. Проекции центральные

Для получения центральных проекций (центральное проецирование) надо задаться плоскостью проекций и центром проекций — точкой, не лежащей в этой плоскости (рис. 1: плоскость 0 и точка S).

Взяв некоторую точку А и проведя через S и А прямую линию до пересечения ее с пл. 0, получаем точку А°. Так же поступаем, например, с точками В и С. Точки А°, В°, С° являются центральными проекциями точек А, В, С на пл. 0: они получаются в пересечении проецирующих прямых (или, иначе, проецирующих лучей) SA, SB, SC с плоскостью проекций’).

Если для некоторой точки D (рис. 1) проецирующая прямая окажется параллельной плоскости проекций, то принято считать, что они пересекаются, но в бесконечно удаленной точке: точка D также имеет свою проекцию, но бесконечно удаленную (D»).

Не изменяя положения пл. 0 и взяв новый центр S1 (рис. 2), получаем новую проекцию точки А — точку A°1 Если же взять центр S2 на той же проецирующей прямой SA, то проекция А° останется неизменной (А°» А°).

Итак, при заданных плоскости проекций и центре проекций (рис. 1) можно построить проекцию точки; но имея проекцию (например, А°), нельзя по ней определить положение самой точки А в пространстве, так как любая точка проецирующей прямой SA проецируется в одну и ту же точку; для единственного решения, очевидно, необходимы дополнительные условия.

Проекцию линии можно построить, проецируя ряд ее точек (рис. 3).

При этом проецирующие прямые в своей совокупности образуют коническую поверхность.

Центр проекций называют также полюсом проекций, а центральную проекцию — полярной.

В связи с этим центральные проекции также называют коническими или могут оказаться в одной плоскости (например, при проецировании прямой линии, не проходящей через центр проекций, или ломаной и кривой, все точки которых лежат в плоскости, совпадающей с проецирующей).

Рис. 3 Рис. 4

Очевидно, проекция линии получается в пересечении проецирующей поверхности с плоскостью проекций (рис. 3).

Но, как показывает рис. 4, проекция линии не определяет проецируемую линию, так как на проецирующей поверхности можно разместить ряд линий, проецирующихся в одну и ту же линию на плоскости проекций.

От проецирования точки и линии можно перейти к проецированию поверхности и тела.

2. Проекции параллельные

Рассмотрим теперь способ проецирования, называемый параллельным.

Условимся считать все проецирующие прямые параллельными. Для их проведения должно быть указано некоторое направление (см. стрелку на рис. 5).

Так построенные проекции называются параллельными.

Параллельное проецирование можно рассматривать как частный случай центрального, если принять, что центр проекций бесконечно удален.

Следовательно, параллельной проекцией точки будем называть точку пересечения проецирующей прямой, проведенной параллельно заданному направлению, с плоскостью проекций.

инженерный графика мышление педагогический

Рис. 5 Рис. 6

Чтобы получить параллельную проекцию некоторой линии, можно построить проекции ряда ее точек и провести через эти проекции линию (рис. 6).

При этом проецирующие прямые в своей совокупности образуют цилиндрическую поверхность; поэтому параллельные проекции также называют цилиндрическими.

В параллельных проекциях, так же как и в центральных:

1) для прямой линии проецирующей поверхностью в общем случае служит плоскость, и поэтому прямая линия вообще проецируется в виде прямой.

2) каждая точка и линия в пространстве имеют единственную свою проекцию;

3) каждая точка на плоскости проекций может быть проекцией множества точек, если через них проходит общая для них проецирующая прямая (рис. 5: точка D° служит проекцией точек D, D1, D2);

4) каждая линия на плоскости проекций может быть проекцией множества линий, если они расположены в общей для них проецирующей плоскости (рис. 7: отрезок А°В° служит проекцией отрезков АВ и А1В1 и отрезка А2В2 плоской кривой линии); для единственного решения необходимы дополнительные условия;

5) для построения проекции прямой достаточно спроецировать две ее точки и через полученные проекции этих точек провести прямую линию;

• Рис. 7

6) если точка принадлежит прямой, то проекция точки принадлежит проекции этой прямой (рис. 8: точка К принадлежит прямой, проекции К° принадлежит проекции этой прямой).

Кроме перечисленных свойств для параллельных проекций можно указать еще следующие:

7) если прямая параллельна направлению проецирования (прямая АВ на рис. 8), то проекцией прямой (и любого ее отрезка) является точка (A°, она же В°);

8) отрезок прямой линии, параллельной плоскости проекций, проецируется на эту плоскость в натуральную свою величину (рис. 8: CD = C°D°, как отрезки параллельных между параллельными).

В дальнейшем будут рассмотрены еще некоторые свойства параллельных проекций, показывающие, какие натуральные соотношения в рассматриваемых предметах сохраняются в проекциях этих предметов.

Применяя приемы параллельного проецирования точки и линии, можно строить параллельные проекции поверхности и тела.

Параллельные проекции делятся на косоугольные и прямоугольные. В первом случае направление проецирования составляет с плоскостью проекций угол, не равный 90°; во втором случае проецирующие прямые перпендикулярны к пл. пр.

При рассмотрении параллельных проекций следовало бы представить себя удаленным на бесконечно большое расстояние от изображения. На самом же деле предметы и их изображения рассматриваются с конечного расстояния; при этом лучи, идущие в глаз зрителя, образуют поверхность коническую, а не цилиндрическую. Следовательно, более естественное изображение получается (при соблюдении определенных условий) центральным проецированием, а не параллельным. Поэтому, когда требуется, чтобы изображение давало такое же зрительное впечатление, как и самый предмет, применяют перспективные проекции, в основе которых лежит центральное проецирование.

Но сравнительно большая простота построения и свойства параллельных проекций, обеспечивающие сохранение натуральных размерных соотношений, объясняют широкое применение параллельного проецирования, несмотря на условность, указанную выше.

1.3 Метод Монжа

Сведения и приемы построений, обусловливаемые потребностью в плоских изображениях пространственных форм, накапливались постепенно еще с древних времен. В течение продолжительного периода плоские изображения выполнялись преимущественно как изображения наглядные. С развитием техники первостепенное значение приобрел вопрос о применении метода, обеспечивающего точность и удобно измеримость изображений, т. е. возможность точно установить место каждой точки изображения относительно других точек или плоскостей и путем простых приемов определить размеры отрезков линий и фигур. Постепенно накопившиеся отдельные правила и приемы построений таких изображений были приведены в систему и развиты в труде французского ученого Монжа, изданном в 1799 г. под названием «Geometric’ descriptive».

Гаспар Монж (1746—1818) вошел в историю как крупный французский геометр конца XVIII и начала XIX вв., инженер, общественный и государственный деятель в период революции 1789-1794 гг. Изложенный Монжем метод — метод параллельного проецирования (причем берутся прямоугольные проекции на две взаимно перпендикулярные плоскости проекций) — обеспечивая выразительность, точность и удобоизмеримость изображений предметов на плоскости, был и остается основным методом составления технических чертежей.

Слово прямоугольный часто заменяют словом ортогональный, образованным из слов древнегреческого языка, обозначающих «прямой» и «угол». В дальнейшем изложении термин ортогональные проекции будет применяться для обозначения системы прямоугольных проекций на взаимно перпендикулярных плоскостях.

В данном курсе преимущественно рассматриваются прямоугольные проекции. В случае применения параллельных косоугольных проекций это будет каждый раз оговариваться.

1.4 Ход и содержание опытно — экспериментальной работы по развитию пространственного мышления у учащихся в ходе обучения инженерной графике

Для проведения педагогического эксперимента по выявлению эффективности формирования пространственного мышления у учащихся при изучении курса «Инженерная графика» необходимо дополнительное оснащение кабинета, в частности таблицы, модели, детали, различные изделия, чертежи, дополнительная литература по дисциплине. Необходима группа респондентов, в количестве не менее 20 человек для объективности данных эксперимента, а также тесты, методики по проблеме формирования пространственного мышления у учащихся при изучении курса «Инженерная графика», после проведения и интерпретации данных по которым будет сделан вывод.

Контроль знаний является одним из основных элементов оценки качества образования. Педагоги ежедневно контролируют учебную деятельность своих учеников путем устных опросов во время занятий и путем оценки различных письменных работ.

В педагогической теории и практике различают следующие виды контроля: текущий, промежуточный и итоговый.

Текущий контроль — основной вид проверки знаний, умений и навыков студентов. Его задача — регулярное управление учебной деятельностью студентов и ее корректировка. Он позволяет получать первичную информацию о ходе и качестве усвоения учебного материала, а также стимулировать регулярную, напряженную и целенаправленную работу студентов. Этот контроль является органической частью всего учебного процесса, он тесно связан с изложением закрепляемым повторением и применением учебного материала.

Самостоятельная работа — непродолжительная по времени (15-20 мин.) письменная проверка знаний и умений учащихся по небольшой теме курса. Одной из главных целей этой работы является проверка усвоения способов решения задач; осознание понятий; ориентировка на конкретные правила и закономерности.

Периодический (рубежный) контроль позволяет определять качество изучения студентами учебного материала по разделам, темам, предметам. Обычно такой контроль проводится несколько раз в полугодие. Примером такого контроля могут служить контрольные работы.

Итоговый контроль направлен на проверку конечных результатов обучения, выявление степени усвоения студентами системы знаний, умений и навыков, полученных в результате изучения отдельного предмета.

Сегодня в качестве инновационных средств используют тестирование, модульную и рейтинговую системы оценки качества знаний, мониторинг качества, учебные портфолио.

Тестирование является одной из наиболее технологичных форм проведения автоматизированного контроля с управляемыми параметрами качества. В этом смысле ни одна из известных форм контроля знаний учащихся с тестированием сравниться не может.

Рейтинговая система позволяет преодолеть многие недостатки традиционной четырехбалльной системы и достаточно дифференцировано оценить успехи каждого учащегося. Рейтинговая система оценки знаний в той или иной форме существует уже давно; она применяется во многих западных университетах и некоторых вузах России.

Объект исследования — процесс обучения учащихся в колледже.

Предмет исследования — развитие пространственного мышления у учащихся строительного колледжа при изучении дисциплины «Инженерная графика».

Цель исследования — выявление эффективности развития пространственного мышления у учащихся колледжа при изучении дисциплины «Инженерная графика» в процессе обучения по разработанному нами учебно-методическому комплексу.

Задачи исследования:

1. Выявить исходный уровень предметных знаний у студентов.

2. Апробировать авторский учебно-методический комплекс по дисциплине «Инженерная графика».

3. Обработать данные эксперимента.

4. Сформулировать вывод о результатах исследования.

Гипотеза исследования: если в процессе обучения студентов строительного колледжа по курсу «Инженерная графика» будет применяться разработанный методический комплекс, то усвоение предметных знаний будет происходить наиболее эффективно и более успешно, будет формироваться развитие пространственного мышления.

Методы исследования:

• теоретические — сравнение, обобщение, теория и практика решения проблемы исследования;
• эмпирические — наблюдение, анализ продуктов деятельности учащихся, изучение литературы по теме, эксперимент-тестирование.

Критерии эффективности экспериментальной работы:

1. Уровень сформированности знаний по дисциплине «Инженерная графика», который определяется с помощью коэффициента усвоения знаний ():

• высокий уровень: ? 0,71;
• средний уровень: = 0,6 — 0,7;
• низкий уровень: ? 0,59.

Сроки и база эксперимента

Эксперимент проводился в 2011-2012 учебном году на базе Брянского строительного колледжа имени академика Н. Е. Жуковского во время педагогической и преддипломной практики.

В эксперименте принимала участие одна группа студентов 2 курса специальности строители в количестве 14 человек. Обучение проводилось на занятиях по инженерной графике. Экспериментальное тестирование проводилось дважды: до применения разработанных педагогических материалов и после их внедрения в учебный процесс данной группы. Заметим, что до проведения эксперимента занятия проводились по методике, разработанной преподавателем данного учебного заведения, а в ходе эксперимента на занятиях был применен авторский учебно-методический комплекс по дисциплине «Инженерная графика». Темы занятий, предложенные в этой работе, соответствуют учебному плану данного учебного заведения. К каждому занятию было подобрано содержание обучения, разработан план-конспект, электронные презентации. Ограниченные временные рамки педагогической практики не позволили опробовать авторскую программу полностью, поэтому были изучены лишь некоторые темы.

Этапы эксперимента

Эксперимент проходил в несколько этапов: пилотажно-поисковый, констатирующий, формирующий и контрольно-оценочный.

1. Пилотажно-поисковый этап

На данном этапе проводился отбор и анализ литературы по проблеме развития пространственного мышления у учащихся строительного колледжа, уточнялись цель, задачи, объект, предмет и гипотеза исследования; разрабатывались диагностические методики проведения эксперимента, производилась их корректировка.

2. Констатирующий этап

Проводился в выбранной группе. Происходило выявление доучебного уровня знаний учащихся, являющихся базовыми для успешного освоения дисциплины «Инженерная графика». Применяются такие методы как наблюдение, изучение литературы по теме, тестирование.

Чтобы диагностировать исходный уровень сформированности знаний у учащихся в группе, нами был разработан и апробирован тест, разработанный на основе пройденного материала. Данные тестирования представлены в табл. 1.1.

Таблица 1.1

Таблица данных по уровню сформированности предметных знаний

№ вопроса Код уч-ся

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Ку

1. Б. А.

+

+

+

+

0,4

2. Д. В.

+

+

+

+

+

+

0,6

3. Е. О.

+

+

+

+

+

+

+

0,7

4. Ж. В.

+

+

+

+

0,4

5. К. В.

+

+

+

+

+

0,5

6. К. А.

+

+

+

+

+

+

+

+

0,8

7. К. В.

+

+

+

+

+

0,5

8. К. И.

+

+

+

+

+

+

0,6

9. Л. К.

+

+

+

+

0,4

10. П. А.

+

+

+

+

+

+

+

0,7

11. С. С.

+

+

+

+

+

+

+

0,7

12. С. Т.

+

+

+

+

+

0,5

13. Я. Е.

+

+

+

+

+

+

+

0,7

14. Я. Н.

+

+

+

+

0,4

Таблица 1.2 Результаты определения исходного уровня сформированности знаний у студентов испытуемой группы на констатирующем этапе эксперимента

Код учащегося	Ку	Уровень сформированности знаний
1. Б. А.	0,3	низкий
2. Д. В.	0,6	средний
3. Е. О.	0,7	средний
4. Ж. В.	0,4	низкий
5. К. В.	0,5	низкий
6. К. А.	0,8	высокий
7. К. В.	0,5	низкий
8. К. И.	0,6	средний
9. Л. К.	0,4	низкий
10. П. А.	0,7	средний
11. С. С.	0,7	средний
12. С. Т.	0,5	низкий
13. Я. Е.	0,7	средний
14. Я. Н.	0,4	низкий

Таблица 1.3 Уровни сформированности знаний и количество респондентов испытуемой группы по каждому уровню в %-м соотношении

Уровень сформированности знаний	Количество человек с данным показателем (%)
Высокий	7%
Средний	43 %
Низкий	50%

Рис. 1.1 Диаграмма уровня сформированности знаний у учащихся до применения разработанных педагогических материалов

В результате тестирования выяснилось, что только 7% учащихся показали высокий уровень сформированности знаний, 43% — средний и 50% низкий уровень (рис. 1.1).

На основе полученных данных можно далее проводить формирующий этап эксперимента.

2. Формирующий этап эксперимента

Формирующий этап эксперимента проводился в той же группе. В ходе формирующего этапа оценивалось качество усвоения знаний, получаемых учащимися в процессе обучения дисциплины «Инженерная графика» — когнитивной составляющей учебного процесса.

Процесс обучения носил целенаправленный характер. В испытуемой группе в ходе формирующего этапа эксперимента процесс обучения строился с применением разработанного авторского учебно-методического комплекса по дисциплине «Инженерная графика».

Содержание формирующего эксперимента раскрыто в авторской учебной программе, в планах-конспектах к урокам, заданиях к ним и в приложении.

3. Контрольно-оценочный этап эксперимента

После применения разработанных нами педагогических материалов для диагностики уровня сформированности знаний, полученных в результате обучения учащихся дисциплине «Инженерная графика» по авторскому учебно-методическому комплексу, студентам в испытуемой группе был предложен тест, по пройденному за период педагогической и преддипломной практики учебному материалу. Данные тестирования представлены в табл. 1.4.

Таблица 1.4 Таблица данных по уровню сформированности знаний на контрольно-оценочном этапе эксперимента

№ вопроса Код уч-ся

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Ку

14. Б. А.

+

+

+

+

+

+

+

0,7

15. Д. В.

+

+

+

+

+

+

+

0,7

16. Е. О.

+

+

+

+

+

+

+

+

0,8

17. Ж. В.

+

+

+

+

+

0,5

18. К. В.

+

+

+

+

+

+

0,6

19. К. А.

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

1,0

20. К. В.

+

+

+

+

+

+

+

0,7

21. К. И.

+

+

+

+

+

+

+

0,7

22. Л. К.

+

+

+

+

+

0,5

23. П. А.

+

+

+

+

+

+

+

+

0,8

24. С. С.

+

+

+

+

+

+

+

+

0,8

25. С. Т.

+

+

+

+

+

+

+

0,7

26. Я. Е.

+

+

+

+

+

+

+

+

0,8

27. Я. Н.

+

+

+

+

0,4

Таблица 1.5

Результаты определения уровня сформированности предметных знаний у учащихся испытуемой группы на контрольно-оценочном этапе эксперимента

Код учащегося	Ку	Уровень сформированности знаний
14. Б. А.	0,7	средний
15. Д. В.	0,7	средний
16. Е. О.	0,8	высокий
17. Ж. В.	0,5	низкий
18. К. В.	0,6	средний
19. К. А.	1,0	высокий
20. К. В.	0,7	средний
21. К. И.	0,7	средний
22. Л. К.	0,5	низкий
23. П. А.	0,8	высокий
24. С. С.	0,8	средний
25. С. Т.	0,7	высокий
26. Я. Е.	0,8	высокий
27. Я. Н.	0,4	низкий

Таблица 1.6 Уровни сформированности знаний и количество респондентов испытуемой группы по каждому уровню в %-м соотношении

Уровень сформированности знаний	Количество человек с данным показателем (%)
Высокий	20%
Средний	42 %
Низкий	38%

Рис. 1.2 Диаграмма уровня сформированности знаний у студентов после применения разработанного учебно-методического комплекса

В результате контрольного тестирования выяснилось, что после обучения учащихся с применением авторского учебно-методического комплекса и современных электронных средств обучения 35% учащихся показали высокий уровень сформированности знаний, 35% — средний и 30% низкий уровень (рис. 1.2).

На основе полученных данных можно далее проводить формирующий этап эксперимента.

Таблица 1.7

Таблица сравнения уровня сформированности знаний у учащихся на двух этапах эксперимента: констатирующем и контрольно-оценочном

Уровень Группа	Высокий	Средний	Низкий
До применения разработанных педагогических материалов	7%	43%	50%
После применения разработанных педагогических материалов	20%	42%	38 %

Рис. 1.3 Сравнительная диаграмма уровня сформированности знаний у студентов до и после эксперимента

Проанализировав данные, представленные в табл. 1.7, можно сделать вывод о том, что высокий уровень знаний возрос с 7% до 38%, средний уровень остался на прежнем уровне, а низкий уровень снизился с 50% до 20% (рис. 1.3).

Таким образом, в результате эксперимента, проведенного на педагогической и преддипломной практике, удалось выявить, что формирование знаний у студентов при проведении занятий с применением авторского учебно-методического комплекса произошло успешно. На основании этого можно судить о практической значимости проведенного нами исследования и рекомендовать разработанные педагогические материалы для внедрения в учебный процесс.

Гипотеза исследования подтвердилась, так как в ходе педагогического эксперимента с применением авторского учебно-методического комплекса усвоение знаний происходило наиболее эффективно.