Формування графічної компетентності майбутніх інженерів-педагогів засобами цифрових технологій

Abstract

Дисертаційна робота присвячена проблемі формування графічної компетентності майбутніх інженерів-педагогів засобами цифрових технологій. Досліджено та проаналізовано стан розробленості проблеми в теорії і практиці. Актуальність дослідження полягає в модернізації системи підготовки інженерів-педагогів – в підвищенні вимог до рівня графічної грамотності як загальної компетентності кваліфікованих фахівців в умовах розвитку цифрових технологій та інформатизації освіти. А також – в необхідності подолання окремих негативних явищ, які мають місце в освітньому процесі закладів вищої освіти, а саме: недостатньої адаптації сучасних цифрових технологій до процесу формування графічної компетентності майбутніх інженерів-педагогів, що зумовлює значне відставання освіти від вимог суспільства; відсутності методичного забезпечення підготовки майбутніх інженерів-педагогів в практиці закладів вищої освіти; фрагментарного підходу до використання цифрових технологій в освітньому процесі. Наукова новизна отриманих результатів полягає в тому, що: визначено і науково обґрунтовано організаційно-педагогічні умови формування графічної компетентності майбутніх інженерів-педагогів засобами цифрових технологій (формування стійкої мотивації та пізнавального інтересу здобувачів освіти до графічної діяльності; вдосконалення змісту графічних дисциплін в процесі підготовки інженерівпедагогів галузі цифрових технологій; залучення здобувачів освіти до створення навчальних і прикладних графічних проєктів); розроблено структурно-функціональну модель, яка складається з цільового, змістового, організаційного та діагностично-результативного блоків із застосуванням сучасних цифрових технологій на усіх етапах освітнього процесу; конкретизовано сутність поняття «графічна компетентність майбутніх інженерів-педагогів»; удосконалено компоненти графічної компетентності майбутніх інженерів-педагогів засобами цифрових технологій (аксіологічний, когнітивно-інформаційний, праксеологічний і соціальнопсихологічний), критерії для кожного компонента (ціннісно-мотиваційний, змістово-технологічний; особистісно-творчий; комунікативнорефлексивний), показники та рівні сформованості графічної компетентності майбутніх інженерів-педагогів засобами цифрових технологій (інтуїтивний, репродуктивний, пошуковий, творчий). У процесі дослідження уточнено основні поняття (графічна компетентність, формування графічної компетентності майбутніх інженерівпедагогів засобами цифрових технологій) в контексті освітнього процесу закладу вищої освіти. Під поняттям «формування графічної компетентності майбутніх інженерів-педагогів засобами цифрових технологій» розуміємо процес оволодіння інтегративною властивістю, що охоплює вміння якісно застосовувати сучасні графічні програмні засоби та цифрові технології в процесі професійної діяльності та прогнозувати оптимальні результати цього процесу з урахуванням сучасних вимог суспільства. Подальшого розвитку набули теоретичні та практичні аспекти формування графічної компетентності майбутніх інженерів-педагогів в галузі цифрових технологій (зміст, методи, форми і засоби організації освітнього процесу із застосуванням сучасних цифрових технологій в умовах закладу вищої освіти). Експериментальне дослідження проведено у два етапи. На констатувальному етапі експерименту за допомогою діагностичних методів (спостереження, анкетування, інтерв’ювання, тестування, розв'язування завдань) було визначено не достатньо високі показники рівня сформованості графічної компетентності майбутніх інженерів-педагогів галузі цифрових технологій. Причинами цього визначено: 1) слабка інтеграція змісту дисциплін професійної підготовки щодо формування графічної компетентності; 2) низький рівень мотиваційного забезпечення освітнього процесу в аспекті використання цифрових технологій у професійній діяльності; 3) домінування теоретичних підходів до формування всіх структурних компонентів графічної компетентності засобами цифрових технологій. Формувальний етап полягав у впровадженні в освітній процес методики формування графічної компетентності здобувачів освіти, що забезпечується впровадженням організаційно-педагогічних умов і технологій (комплекс підходів, принципів, методів, прийомів, засобів навчання) та застосуванням розробленого навчально-методичного комплексу «Інженерна комп’ютерна графіка». У дослідженні брали участь здобувачі освіти Тернопільського національного педагогічного університету ім. В. Гнатюка, Національного університету «Чернігівський колегіум» імені Т. Г. Шевченка та Національного педагогічного університету імені М. П. Драгоманова спеціальності 015.39 «Професійна освіта. Цифрові технології». Формування графічної компетентності майбутніх інженерів-педагогів засобами цифрових технологій реалізовувалося у єдності таких компонентів: аксіологічного, за допомогою якого було забезпечено ціннісне ставлення майбутніх фахівців до професії; когнітивно-інформаційного, який охоплював комплекс фахових знань та навичок у професійній галузі, методи розв’язання різних графічних задач та здатність до неперервного навчання та самоосвіти; праксеологічного, за допомогою якого формувалися навички роботи з графічними об’єктами засобами цифрових технологій під час навчання майбутніх інженерів-педагогів у закладі вищої освіти чи на виробництві; соціально­психологічного, який передбачав виховання відповідальності майбутніх інженерів-педагогів в галузі цифрових технологій за фізичне та психологічне здоров’я. Теоретично обґрунтовано й експериментально перевірено організаційно-педагогічні умови формування графічної компетентності майбутніх інженерів-педагогів засобами цифрових технологій, які реалізовувалися під час вивчення дисциплін циклу професійної та практичної підготовки. Реалізація першої організаційно-педагогічні умови спрямовувалася на формування аксіологічного компонента графічної компетентності майбутніх інженерів-педагогів. У межах реалізації першої умови майбутні інженери-педагоги були залучені до різноманітної за формою і змістом навчальної діяльності: цілісного ознайомлення із можливостями сучасних цифрових технологій, визначеними перспективами власної професійної діяльності, участі в проєктах, конференціях, вебінарах, практикумах. Реалізація другої організаційно-педагогічної умови здійснювалася насамперед через трансформацію, удосконалення, інтегрування змісту графічних дисциплін в єдину систему для забезпечення формування когнітивно-інформаційного компонента графічної компетентності майбутніх інженерів-педагогів засобами цифрових технологій. З цією метою внесено корективи у зміст навчальної дисципліни «Інженерна комп’ютерна графіка». У цьому контексті важливим кроком було встановлення міждисциплінарних логіко-дидактичних зв’язків між темами, основними питаннями, змістовим наповненням та їх інтеграція в процес навчально-пізнавальної діяльності майбутніх фахівців. Для реалізації третьої організаційно-педагогічної умови здійснюється залучення майбутніх інженерів-педагогів в галузі цифрових технологій до навчальних проєктів. Такий вид діяльності спонукає студентів до саморозвитку, творчого практичного застосування набутих графічних знань та вмінь, розвитку особистісних якостей, що сприяє їх професійному розвитку і успішному формуванню графічної компетентності. Аналіз результатів формувального етапу експериментального дослідження засвідчив дієвість організаційно-педагогічних умов та методики їх реалізації. Про це свідчать позитивні зміни рівнів сформованості графічної компетентності майбутніх інженерів-педагогів у галузі цифрових технологій: на 29,6 % збільшилася кількість здобувачів освіти із пошуковим і творчим рівнями сформованості графічної компетентності. Порівняння показників експериментальних та контрольних груп після завершення експерименту дає такі результати: різниця у прирості середнього бала становить 11,1 балів, а у прирості якості знань – 24,8 %. Практичне значення отриманих результатів полягає в: розробці та впроваджені методики формування графічної компетентності майбутніх інженерів-педагогів засобами цифрових технологій та навчальнометодичного забезпечення; удосконаленні електронного навчальнометодичного комплексу в системі Moodle ТНПУ дисципліни «Інженерна комп’ютерна графіка» із застосуванням сучасних цифрових технологій; розробці та апробації в освітньому процесі майбутніх інженерів-педагогів навчально-методичних матеріалів (навчально-методичний посібник, технологічні проєкти, моделі, рисунки, завдання до лабораторних робіт, лекції, презентаційні матеріали).

The dissertation is devoted to the problem of the formation of graphic competence of future engineering teachers by means of digital technologies. The state of elaboration of the issue in theory and practice is investigated and analyzed. The relevance of the study is in the modernization of the system of training of engineering teachers — in increasing the requirements for the level of graphic literacy as a general competence of qualified specialists in the development of digital technologies and informatization of education. Moreover, the need to overcome some negative phenomena that occur in the educational process of higher education institutions, namely: insufficient adaptation of modern digital technologies to the process of forming the graphic competence of future engineering teachers, which causes a significant lag in education from society; lack of methodological support for the training of future engineering teachers in the practice of higher education institutions; fragmentary approach to the use of digital technologies in the educational process. The scientific novelty of the results is that: defined and scientifically substantiated organizational and pedagogical conditions for the formation of graphic competence of future engineering teachers by means of digital technologies (formation of sustainable motivation and cognitive interest in graphic activity; improvement of graphic training the process of organizing their educational and cognitive activities, involving students in the creation of educational and applied graphic projects); developed a structural and functional model, which consists of target, content, organizational and diagnostically effective blocks with the use of modern digital technologies at all stages of the educational process; the essence of the concept «graphic competence of future engineering teachers by means of digital technologies» is specified; the components of graphic competence of future engineering teachers have been improved by means of digital technologies (axiological, cognitive - informational, phraseological and sociopsychological), criteria for each component and (valuemotivational, content-technological; personal-creative; communicative-reflective), indicators and levels of formation of graphic competence of future engineering teachers by means of digital technologies (intuitive, reproductive, exploratory, creative). During the research, the basic concepts (graphic competence, formation of graphic competence of future engineering teachers by means of digital technologies) in the context of the educational process of the institution of higher education are specified. The concept of «formation of graphic competence of future engineering teachers by means of digital technologies» means mastering the integrative property, which includes the ability to qualitatively use modern graphic software and digital technologies in professional activities and predict optimal results on modern requirements of society. Theoretical and practical aspects of the formation of graphic competence of future engineering teachers in the field of digital technologies (content, methods, forms, and means of organizing the educational process with the use of modern digital technologies in higher education). The experimental study was conducted in two stages. At the ascertaining stage of the experiment thanks to diagnostic methods (observation, questionnaires, interviews, testing, and problem-solving) it was determined not high enough indicators of the level of graphic competence of future engineering teachers by means of digital technologies. The reasons for this are 1) weak integration of the content of disciplines of professional training in the formation of graphic competence; 2) low level of motivational support of the educational process in terms of the use of digital technologies in professional activities; 3) dominance of theoretical approaches to the formation of all structural components of graphic competence by means of digital technologies. The formative stage consisted of the introduction to the educational process of methods of forming graphic competence of students, provided by the introduction of organizational and pedagogical conditions and technologies (set of approaches, principles, methods, techniques, teaching aids) and application of the developed educational and methodological complex «Engineering Computer Graphics» The study involved students of the Ternopil Volodymyr Hnatiuk National Pedagogical University, the Taras Shevchenko National University «Chernihiv College», and the National Pedagogical Dragomanov University specialty 015.39 «Professional education. Digital technologies». In total, the study covered 127 students. The formation of graphic competence of future engineering teachers by means of digital technologies was realized in the unity of the following components: axiological, with the help of which the value attitude of future specialists to the profession was ensured; cognitive-informational, which included a set of professional knowledge and skills in the professional field, methods of solving various graphic problems and the ability to lifelong learning and selfeducation; phraseological, with the help of which the skills of working with graphic objects by means of digital technologies were formed during the training of future engineering teachers in a higher education institution or production; sociopsychological, which provided for the education of the responsibility of future engineering teachers in the field of digital technology for physical and psychological health. The organizational and pedagogical conditions for the formation of graphic competence of future engineering teachers by means of digital technologies, which were implemented during the study of disciplines of the cycle of professional and practical training, are theoretically substantiated and experimentally tested. The implementation of the first organizational and pedagogical conditions was aimed at forming the axiological component of graphic competence for future engineering teachers. Within the framework of the first condition, future engineering teachers were involved in various forms and content of educational activities: comprehensive acquaintance with the possibilities of modern digital technologies, certain prospects for their professional activities, participation in projects, conferences, and webinars, workshops. Implementation of the second organizational and pedagogical condition in improving the content of graphic training of students was carried out primarily through the transformation, improvement, and integration of professional and professional disciplines to ensure the formation of graphic competence of future engineering teachers through digital technology not separately but in a single system. For this purpose, adjustments were made to the content of the discipline «Engineering Computer Graphics». In this context, an important step was to establish interdisciplinary logical and didactic links between the basic topics, issues of individual disciplines, and their integration in the organization of educational and cognitive activities of future professionals. To implement the third organizational and pedagogical condition, future engineering teachers in the field of digital technologies are involved in educational projects. This type of activity encourages students to self-development, creative practical application of acquired graphic knowledge and skills, and development of personal qualities, which contributes to their professional development and successful formation of graphic competence. Analysis of the results of the formative stage of the experimental study showed the effectiveness of organizational and pedagogical conditions and methods of their implementation. This is evidenced by the positive changes in the levels of graphic competence of future engineering teachers in the field of digital technologies: the number of students with exploratory and creative levels of graphic competence increased by 29.6%. A comparison of indicators of experimental and control groups after the experiment gives the following results: the difference in the increase of the average score is 11.1 points (Fig. 3.13, a), in the increase in the quality of knowledge — is 24.8%. The practical significance of the obtained results lies in the development and implementation methods of formation of graphic competence of future engineering teachers by means of digital technologies and educational-methodical providing, improvement of an electronic educational-methodical complex in system Moodle TNPU of discipline «Engineering computer graphics» with the application of modern digital technologies; creation and testing in the educational process of future engineering teachers by means of digital technologies of educational and methodical materials (educational and methodical manual, technological projects, images, drawings, tasks for laboratory works, lectures, presentation materials).