Педагогічні умови формування інженерного мислення студентів технічних університетів у процесі навчання вищої математики

Abstract

У дисертації визначено педагогічні умови формування у студентів технічних університетів інженерного мислення (ІМ) під час навчання вищої математики; розроблено модель процесу формування ІМ студентів технічних університетів. Уточнено, з урахуванням сучасних вимог до підготовки інженерних фахівців, теоретичні уявлення про формування ІМ у студентів ВТНЗ. У роботі запропоновано науково обґрунтовану методику формування ІМ для студентів технічних університетів у процесі навчання вищої математики. Ефективність розробленої методики підтверджено результатами педагогічного експерименту та впровадженням у навчальний процес ВНЗ України.

In the thesis there have been determined pedagogical conditions of formation of engineering thinking of students of technical universities during the study of higher mathematics; there has been worked out the model of formation process of engineering thinking of students of technical universities. Taking into account the modern requirements for the training of engineering professionals, there has been clarified theoretical understanding of the formation of engineering thinking of students of higher technical educational institutions. The scientifically substantiated methods of formation of engineering thinking for students of technical universities in the process of learning higher mathematics have been offered in the paper. The effectiveness of the developed methods has been corroborated with the results of pedagogical experiment and introduced in the educational process of universities in Ukraine.

Проанализирована и систематизирована нормативная документация, психолого-педагогические, научно-методические, учебно-методические и другие литературные источники, которые затрагивают проблему исследования. Выяснено, что необходимость и своевременность такого исследования предопределена потребностями решения проблемы повышения уровня профессиональной подготовки будущих инженеров. В результате анализа философской, психологической, педагогической и методической литературы выяснено состояние проблемы развития инженерного мышления (ИМ): чётко не определены педагогические условия формирования ИМ студентов технических университетов при изучении высшей математики; не создана методика целенаправленного формирования ИМ студентов в процессе изучения высшей математики. Установлено, что недостаточный уровень формирования ИМ обнаруживается в несоответствии применения средств и методов обучения. Сделан вывод, что основными компонентами ИМ являются: абстрактное, математическое и техническое мышление. Выделены способности, которые существенно влияют на уровень развития ИМ, а именно: перцептивные, вербальные и пространственно-визуальные. В процессе исследования определены и обоснованы критерии оценивания уровня развития ИМ студентов в процессе изучения математики. Эффективность формирования и развития ИМ студентов технических университетов при изучении высшей математики определялась уровнем развития (высокий, достаточный, средний, удовлетворительный) перечисленных компонентов. Определены основные характеристики ИМ: степень развития интеллектуального уровня; видение рациональности и прогнозируемость; конкурентоспособность; способность к самообразованию и научно-исследовательской работе; видение логической последовательн6ости в структуре последовательности фактов; видение динамики развития научных знаний. Были выделены педагогические условия формирования ИМ студентов технических университетов в процессе изучения высшей математики, а именно: 1) организация процесса целенаправленного формирования и самоформирования ИМ на основе сотрудничества преподавателя высшей математики и студентов; 2) обеспечение направленности содержания курса высшей математики на достижение целей образовательной и профессиональной инженерной подготовки: повышение внимания к фундаментальным знаниям и развитию творческого потенциала личности; 3) включение студентов в систему решения тренировочных математических задач с инженерно-техническим содержанием на практических занятиях по высшей математики. Исследование показало, что при внедрении в процесс обучения таких педагогических условий ИМ эффективно развивается и поднимается на высший уровень. Доказано, что усовершенствование учебного процесса и осуществление эффективного педагогического влияния на личность студентов возможно с помощью целенаправленного формирования ИМ. В этом случае осуществляется регулируемое влияние на процессы стихийного формирования и самоформирования ИМ студентов технических высших учебных заведений. Раскрыты и реализованы способы активизации учебно-познавательной деятельности студентов, ориентированные на формирование ИМ. Доказано, что одним из средств формирования ИМ студентов технических университетов есть решение творческих инженерно-технических задач, которые целесообразно использовать в процессе изучения высшей математики и в процессе профессиональной технической подготовки. Сделан вывод, что эффективным средством формирования ИМ студентов в процессе изучения математики есть также использование информационных коммуникативных технологий (ИКТ). Разработана модель процесса формирования ИМ студентов с учетом определенных нами уровней развития данного мышления и предложенных педагогических условий. Внедрение в учебный процесс профессиональной подготовки будущих инженеров совокупности отмеченных нами педагогических условий в экспериментальных группах способствовало повышению профессиональной компетентности, росту высокого и достаточного уровней компонентов ИМ.