Разработка программы для оценки уровня развития технического мышления у студентов инженерных специальностей

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИИ

ФГБОУ ВПО «БГПУ ИМ. М.АКМУЛЛЫ»

ИНСТИТУТ ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО  ОБРАЗОВАНИЯ И ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

 

Кафедра прикладной информатики

 

Направление 080800 Прикладная информатика,

степень (квалификация) – Бакалавр прикладной информатики

Курс IV

 

БИГЛОВА АЛСУ ВЕНЕРОВНА

РАЗРАБОТКА  ПРОГРАММЫ ДЛЯ ОЦЕНКИ УРОВНЯ РАЗВИТИЯ ТЕХНИЧЕСКОГО МЫШЛЕНИЯ У СТУДЕНТОВ ИНЖЕНЕРНЫХ СПЕЦИАЛЬНОСТЕЙ

ВЫПУСКНАЯ КВАЛИФИКАЦИОННАЯ РАБОТА

 

Научные руководители:

к.п.н., доцент Забихуллин Ф.З.

Дата представления______________________________

Работа допущена к защите ________________________

^{дата  и подпись заведующего  кафедрой}

Дата защиты____________________________________

Оценка_________________________________________

Уфа 2012

 

 

 

СОДЕРЖАНИЕ

 

 

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность  исследования. Научно-технический прогресс приводит к усложнению содержания и приемов трудовой деятельности. Эта деятельность связана с поиском наиболее быстрого пути в принятии решений. Однако до недавнего времени на особенности мышления специалистов, окончивших вузы, обращалось мало внимания, и существующая практика обучения в высших учебных заведениях была ориентирована преимущественно на получение студентами определенного багажа знаний и в меньшей степени на развитие технического мышления.

Процесс обучения в вузе у студентов инженерных специальностей дает возможность для развития особенностей  мышления у будущих инженеров, называемых техническим мышлением (ТМ), определяющую успешность работы  с техническими объектами, начиная с определения возникшего технического противоречия, далее поиска физического закона, явления, свойства, применяя которые возможно разрешить техническое противоречие, и далее разработать конструкции (машины, механизма, устройства, прибора), позволяющие получить качественно новый продукт.

В процессе решения различных задач, например, теоретических и практических проблем инновационного развития высшего технического образования в его неразрывной связи с наукой и производством, важную роль играет такая отрасль как инженерная педагогика. Одной из важной практической задачей инженерной педагогики является повышение качества инженерно-технического образования на уровне с современными требованиями наукоемкого производства.

Главной и наиболее яркой особенностью междисциплинарной деятельности инженера в сфере современного производства является ее широкопрофильный творческий характер. Инженер, участвующий в выполнении социально-технических проектов, на практике использует разнообразные научные знания. Эффективность и надежность применения этих знаний существенно зависит от уровня развития технической составляющей мыслительной деятельности специалиста. В современных условиях рыночной экономики для выпускников инженерных специальностей, наряду с творческим техническим мышлением, становятся необходимыми: стратегическое, экологическое и экономическое мышление; понимание общих закономерностей цикличности производственно-экономического развития; владение навыками правильно оценить этап, на которой находится процесс инновации в конкретном производстве или предприятии; умение прогнозировать ситуацию на развивающемся рынке спроса.

Главный козырь успешного инженера в современных  условиях – это системное мышление, которое позволяет ему взглянуть на проблему с разных сторон, «в целом», с учетом разнообразных связей между всеми ее элементами.

Новый тип  экономики ставит новые цели и  задачи, предъявляемые к выпускникам – инженерам вузов. Среди них все большее преимущество получают требования к системной организации таких качеств как интеллектуальные, коммуникативные,  творческие, самоорганизующиеся и морально-нравственные, позволяющие успешно организовывать деятельность в широком социальном, экономическом и культурном контекстах.

Главным показателем высокого качества высшего технического образования является компетентность выпускников, инженеров вузов – проявленные ими на практике стремление и способность реализовать свой интеллектуальный и духовный потенциал для успешной технической деятельности в профессиональной и социальной сфере деятельности. Решение проблем повышения качества инженерно-технического образования непосредственно связано с непрерывным развитием инженерного мышления.

Целью выпускной квалификационной работы является разработка программы для оценки уровня развития технического мышления студентов инженерных специальностей.

Объектом исследования являются автоматизированные методики оценки развития технического мышления у студентов инженерных специальностей.

Предмет исследования – методы, средства и технологии разработки программ для оценки уровня развития технического мышления студентов – будущих инженеров.

Для выявления уровня сформированности технического мышления студентов инженерных специальностей решались следующие  задачи:

1. систематизировать современные методы, средства и технологии разработки программного обеспечения, которые необходимы для создания программы;
2. выявить особенности уровня развития технического мышления с помощью традиционных тестовых заданий;
3. разработать программу для оценки уровня развития технического мышления у студентов инженерных специальностей.

При написании  выпускной квалификационной работы использовались следующие методы исследования: анализ научной литературы, обобщение и систематизация практического опыта, наблюдение и эксперимент.

Теоретическая значимость: собран, обобщен и проанализирован теоретический материал; определены и сформулированы основные методики для оценки уровня технического мышления. Практическая значимость работы заключается в том, что разработанная программа может быть применена для тестирования студентов инженерных специальностей.

Структура работы. Выпускная квалификационная работа состоит из введения, трех глав, заключения, списка использованной литературы, приложения и программного продукта.

В первой главе описаны теоретические основы разработки программы для оценки уровня развития технического мышления у студентов инженерных специальностей. Выделены особенности разработки тестовых программ: определения цели тестирования, спецификации тестов.

Во второй главе описаны общие подходы оценки уровня развития технического мышления у студентов инженерных специальностей. Дано определение «техническое мышление», описаны специфики технического мышления у студентов инженерных специальностей.

В третьей главе  описана разработка программного продукта, проведена подготовка тестовых исходных данных, разработаны экранные формы и алгоритмы программы.

В заключении даётся обоснование тестированию программного продукта.

Приложение содержит листинг программы, тесты, которые были использованы для диагностики необходимых параметров и критериев.

Таким образом, вопрос о разработке программного продукта для оценки уровня развития технического мышления у студентов инженерных специальностей представляет научный и практический интерес.

 

ГЛАВА I.

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ РАЗРАБОТКИ ПРОГРАММЫ ДЛЯ  ОЦЕНКИ УРОВНЯ РАЗВИТИЯ ТЕХНИЧЕСКОГО МЫШЛЕНИЯ У СТУДЕНТОВ У СТУДЕНТОВ  ИНЖЕНЕРНЫХ СПЕЦИАЛЬНОСТЕЙ

1. Обзор особенностей разработки тестовых программ

Частое употребление и на первый взгляд кажущуюся ясность, понятий «тест», «тестирование», «тестовые формы диагностики» имеют множество толкований. Следовательно, этим общим представлениям о тесте, разными авторами даются разные определения этого понятия.

Тест - это объективное и стандартизированное измерение, легко поддающееся количественной оценке, статистической обработке и сравнительному анализу (Психология личности, 2005).

Тест - это инструмент, состоящий из квалиметрически выверенной системы тестовых заданий, стандартизованной процедуры проведения и заранее спроектированной технологии обработки и анализа результатов, предназначенный для измерения качеств и свойств личности, изменение которых возможно в процессе систематического обучения (Альманах психологических тестов. – М.: "КПС", 2005).

Цели использования. В соответствии с этими критериями, различаются следующие виды тестов:

1. предварительный определяющий тест (тесты остаточных знаний) необходимы для оценки уровня готовности испытуемых к новому образовательному этапу;
2. формирующий тест (тесты прогресса) необходимы для смежной диагностики и коррекции основных психологических новообразований (в данных тестах обязательно предусматривается ситуативная работа над ошибками, их коррекция и др.);
3. диагностический тест (тесты затруднений в обучении) используются для изучения основных затруднений в обучении;
4. суммативный тест (тесты итоговых достижений) разрабатываются и используются на заключительном этапе – этапе завершения образовательного цикла.

Место теста в образовательном процессе. С помощью тестов могут осуществляться все виды контроля, а именно:

• входной (для определения исходного уровня лингвистической подготовленности субъектов обучения);
• текущий – непрерывно осуществляемое «отслеживание» уровня усвоения знаний и умений обучающихся на практических занятиях;
• рубежный – контроль знаний по завершении изучения определенных тем (разделов) или в конце семестра;
• итоговый – экзаменационный тест по всему курсу в конце учебного года или курса обучения, фиксирующий конечный результат и уровень усвоения лингвистического материала субъектами обучения;
• отсроченный – контроль остаточных знаний и умений спустя какое-то время после изучения темы, раздела, курса (от трех месяцев до полутора и более).

Наиболее типичными  категориями тестов являются:

1. преподавательские тесты (тесты оперативного контроля знаний, используемые учителем или преподавателем самостоятельно);
2. срезовые тесты (используемые для оперативного получения администрацией образовательного учреждения информации о результатах полученных знаний однородной группы учащихся на момент тестирования);
3. тесты входной диагностики (используются для психолого-педагогической диагностики испытуемых и, создания на основе этого, учебные группы);
4. тесты итогового контроля (используются для организации итоговой или промежуточной аттестации учащихся).

 После определения цели тестирования необходимо разработать план и специфику тестовой программы.

После выполнения начального этапа по планированию содержания разрабатывается специфика теста, в которой фиксируется структура, содержание проверки заданий в тесте. Иногда спецификацию делают в полной развернутой форме, с содержанием указаний на тип заданий, который необходим и будет использоваться для оценки достижений учащихся в соответствии с намеченными целями создания тестовой программы, время выполнения теста, количество заданий, особенности проведения тестирования, влияющие определенным образом на характеристики теста и т.д.

Спецификация  в развернутой форме включает:

1) цель, которые необходимы для создания тестовой программы, обоснование выбора подхода к созданию тестовой программы, описание возможных сфер применения;

2) полный перечень нормативных документов, которые используются при планировании содержания тестовой программы;

3) описание общей структуры, которая включает перечень субтестов (если они есть) с указанием подходов к их разработке;

4) общее количество заданий разнообразной формы с указанием числа ответов к закрытым заданиям, общее количество заданий в тесте;

5) необходимое время для выполнения теста, в том числе на каждый субтест, среднее время выполнения одного задания теста с учетом специфики формы;

6) рекомендации по контингенту испытуемых для проведения и обработки тестов;

7) обзор требований стандартов (для аттестационных тестов);

8) перечень требований, не вошедших в тест (для аттестационных тестов);

9) рекомендуемую автором стратегию расположения заданий в тесте.

Принцип репрезентативности предполагает не только полноту отображения, но и значимость элементов, которые содержаться в тестовой программе. Содержание заданий должно быть таким, чтобы по ответам на них можно было сделать вывод о знании или незнании всей программы проверяемого раздела или курса.