592
.pdfоптимизацию при выборе объема учебного материала, а также междисциплинарные связи.
Принцип преемственности связан с содержанием обучения. Он позволяет объединить и выстроить отдельные учебные элементы в единый процесс освоения связей между предметами и явлениями мира. Преемственность предполагает создание системы и последовательности процесса обучения, перехода от простых задач к более сложным, прогнозирования темпа усвоения учебного материала. Последовательность и системность позволяют разрешить противоречие между формированием знаний, умений, навыков, компетенций по отдельным дисциплинам и формированием целостной картины мира. Это обеспечивается системным подходом к обучению и установлением внутри- и межпредметных связей.
Развитие системного подхода позволило структурировать учебный материал, вычленять в изучаемом материале основные понятия и категории, устанавливать связи с другими понятиями и категориями. Учебный процесс должен проводиться последовательно от простого к сложному.
Принцип последовательности в обучении обеспечивает доступность учебного материала, прочность его усвоения. При соблюдении принципа доступности необходим учет реальных возможностей студентов, отказ от интеллектуальных и эмоциональных перегрузок, отрицательно сказывающихся на физическом и психическом здоровье. Обучение не должно быть излишне легким, в нем необходимо соблюдать интеллектуальную напряженность, необходимую для поддержания интереса к предмету и преодоления учебных трудностей. Рассматриваемый принцип предполагает такое построение учебного процесса, чтобы у обучающихся появилось желание пережить радость успеха и достижения, что помогло бы преодолеть повышенную неуверенность и тревожность при решении задач.
Моделирование содержания учебного курса в условиях доступности и интеграции необходимо базировать на овладении приемами и методами решения графических задач и применении их на практике. При составлении учебного материала следует обращать внимание на правильность формулировки условия задачи, поскольку это облегчает ее решение. Для реализации принципа доступности преподавателю необходимо: сформулировать алгоритм решения задачи, показать ее прикладное значение, совместно со студентами решить ее первый раз. Доступность предполагает понимание студентами основных понятий дисциплины в процессе решения графических задач.
Другим принципом является принцип профессиональной направленности обучения, заключающийся в установлении межпредметных
151
связей между общеобразовательными, общетехническими и специальными дисциплинами. Профессиональная направленность в условиях междисциплинарной интеграции представляет единство общенаучных, общепрофессиональных, специальных знаний, создающих базу для всестороннего развития студентов. В содержание обучения необходимо вводить профессионально значимый материал на основе анализа содержания общетехнических и специальных дисциплин, сохраняя при этом логическую целостность предмета, причем в итоге должна получиться не механическая сумма знаний, а новое качество, полученное на основе их интеграции.
Принцип профессиональной направленности в педагогике высшей школы может считаться ведущим, так как он придает смысл всем остальным принципам и выполняет роль системообразующего элемента всего процесса обучения.
При обучении графическим дисциплинам не менее важен принцип наглядности, который на определенных этапах требует использования разного вида наглядности: натуральной, образной и символической – схемы, чертежи, знаковые системы. Наглядность в обучении обеспечивается применением слайдов, схем, диаграмм, чертежей, плакатов и может применяться на всех этапах обучения. Для графических дисциплин принцип наглядности особенно важен, например создание трехмерных моделей, цветовое оформление улучшает понимание решения сложных задач.
В процессе обучения рассмотренные принципы выступают во взаимодействии друг с другом и образуют целостную систему. Поэтому любой из них имеет значение в связи с другими и проявляется на каждом этапе учебного процесса. Принципы обучения дополняют и усиливают друг друга, поэтому переоценка роли одних и недооценка роли других может привести к снижению эффективности обучения. Взаимосвязь принципов выбора содержания обучения можно рассматривать как проявление принципа оптимальности.
А.В. Петухова, Т.В. Андрюшина,
О.Б. Болбат (СГУПС, Новосибирск)
ПРОЕКТ «МУЛЬТИМЕДИЙНЫЙ УЧЕБНЫЙ КУРС»
В настоящее время наш вуз – «Сибирский государственный университет путей сообщения» находится на сложном этапе перестройки учебного процесса – мы лишь недавно перешли в систему обучения ба- калавр-магистр. Этот переход нарушил чёткость работы системы подготовки инженерных кадров. Отлаженная система подвергается значительной реструктуризации: на основе новых государственных стандартов изменяются учебные планы, вводятся новые дисциплины и другие
152
учебные программы. Кроме того, начало XXI в. связано с бурным развитием информационных технологий, появился принципиально новый подход в проектировании, заключающийся в создании компьютерной модели, несущей в себе все сведения о будущем объекте.
Такая ситуация заставляет преподавателей вуза, в том числе и графических дисциплин, выстраивать учебный процесс заново: пересматривать рабочие программы конкретных дисциплин и вводить новые, тщательно отбирать содержание читаемых курсов, переделывать учеб- но-календарные планы, менять методики преподавания. Порой приходится проявлять смекалку и применять новейшие методики обучения, чтобы реализовать требования государственных стандартов по специальностям в те рамки часов, которые отведены для этого.
Например, по графическим дисциплинам, в системе подготовки бакалавров, для специальности 270800 «Строительство» учебными планами отведено 180 часов на изучение дисциплины «Инженерная графика. Начертательная геометрия». Из них только 18 часов – лекции. Возникает вопрос: «Как в девяти лекциях уместить содержание сложной, объёмной дисциплины, на изучение которой во времена "советской школы" отводилось 4–6 семестров, если, современные требования к уровню её освоения, по сравнению с требованиями 10-ти, 20-ти, 30-ти летней давности, выросли, а перечень обеспечиваемых ею дисциплин, базирующихся на достаточности знаний по инженерной графике, значительно расширился?».
В результате поиска ответа на этот вопрос родилась идея разработки нового дидактического комплекса инженерно-графической подготовки будущих специалистов. Мы поставили перед собой задачу поиска новых подходов к реализации содержания графических дисциплин в соответствии с направлением подготовки обучающихся:
Проанализировали накопленный на кафедре опыт организации учебной деятельности студентов.
Провели исследования, направленные на поиск способов сохранения и повышения качества графической подготовки в условиях сокращения сроков обучения.
Изучили результаты модернизации курсов инженерно-графических дисциплин в технических вузах России.
Освоили новые современные графические программы SolidWorks, Revit, Civil и другие. Преподаватели получили сертификаты на право их преподавания.
Познакомились с BIM (Building Information Modeling) технология-
ми информационного моделирования в контексте нового современного проектирования зданий. Они позволяют создавать трехмерную модель строительных объектов, связанную с информационной базой данных.
153
BIM – это не только графические объекты, а информация, которая дает возможность автоматически создавать расчёты, чертежи, спецификации, ведомости, выполнять анализ проекта, моделировать график выполнения работ, эксплуатацию объектов и т.д. Такая технология проектирования зданий предоставляет коллективу строителей неограниченные возможности для оптимального решения на любом этапе строительства, с учётом всех имеющихся данных.
Оборудовали на кафедре новый компьютерный класс и модернизировали один из старых современными ПК. В настоящее время невозможно представить себе работу даже самого талантливого студента без персонального компьютера. Компьютер должен быть не просто персональным, а еще и ориентированным на обработку именно специфических задач, связанных с графикой. Далеко не всякий, даже довольно мощный современный ПК способен показать наилучший результат при работе с цифровыми изображениями.
Появление систем мультимедиа в процессе обучения подготовлено как требованиями практики, так и развитием теории. Резкий рывок в этом направлении, произошедший в последние годы, обеспечивается, прежде всего, развитием технических и системных средств. Это и прогресс в развитии ПЭВМ: возросшие объем памяти, быстродействие и графические возможности, характеристики внешней памяти и достижения в области видеотехники.
В результате на кафедре родился проект «Мультимедийный учебный курс», целью которого является создание учебно-методического обеспечения, позволяющего организовать ознакомление студента на основе систематизированного знания через терминал (экран) с использованием всех возможностей мультимедиа систем и современных педагогических технологий. На основе мультимедиа появилась возможность осуществить взаимодействие визуальных и аудиоэффектов с использованием интерактивного современного программного обеспечения, где при необходимости объединяются текст, графика, звук, фото, видео.
«Мультимедийный учебный курс» представляет собой электронный модульный дидактический комплекс, предназначенный для организации самостоятельной работы студентов по дисциплинам «Инженерная и компьютерная графика».
Основные характеристики проекта:
общее описание – из содержания графических дисциплин выделяются кванты (единицы) транслируемого содержания и «упаковываются» в различные мультимедийные формы (презентации и электронные конспекты лекций, интерактивные учебно-методические пособия и плакаты, видео демонстрации приёмов работы, тренинг-задания, упражне-
154
ния и пр.), материалы размещаются на терминалах в аудиториях, библиотеке или в сети;
функции – трансляция содержания графических дисциплин различными средствами мультимедиа;
назначение – используется в рамках системы непрерывной подготовки в техническом вузе для создания педагогических ситуаций деятельности (обучающиеся – преподаватель), как в аудитории, так и для организации самостоятельной работы студентов вне её;
целевая аудитория – студенты и преподаватели;
организация взаимодействия педагога и обучающихся – постанов-
ка заданий организаторами учебного процесса, проработка материала студентами и оценка выполненных заданий происходят при посредничестве компьютера, что позволяет организовать ознакомление с любой дисциплиной систематизированным знанием через терминал (экран) с использованием всех возможностей мультимедиа систем и педагогических технологий.
содержание модуля – мультимедиа лекции, учебные презентации
ивидео-ролики, демонстрирующие различные способы решения задач и основные приёмы работы в графических программах; интерактивные методические и учебные пособия; альбомы заданий по графическим дисциплинам (в электронном виде); практикумы, предназначенные для самостоятельного изучения технических приложений (Autocad, Компас, Visio, Gimp и пр.); наглядные пособия (3d модели пространства, тел, пересекающихся поверхностей, деталей конструкций, сборочных единиц, чертежей и т.п.).
На данный момент времени уже подготовлены и апробированы некоторые компоненты модуля, проведён педагогический эксперимент, в ходе которого доказана эффективность его использования в процессе графической подготовки студентов в техническом вузе.
В дальнейшем «Мультимедийный учебный курс» станет основой для внедрения в учебный процесс дистантной формы обучения, что поможет частично решить проблему недостатка аудиторного учебного времени. Тогда студенты, пропустившие занятия по болезни или по другой причине, смогут самостоятельно освоить новый материал или при необходимости повторить пройденный. «Мультимедийный учебный курс» в этом случае будет выполнять функции корректирующего/выравнивающего курса для отстающих студентов. Мы надеемся, что наша новая разработка будет полезна не только нам, но и преподавателям других вузов.
155
И.А. Сергеева (СГУПС, Новосибирск)
РАЗВИТИЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНЫХ ГРАФИЧЕСКИХ КОМПЕТЕНЦИЙ У СТУДЕНТОВ ТЕХНИЧЕСКОГО ВУЗА
Бакалавр или специалист, получивший профессиональное техническое образование, должен уметь работать с графическими документами: правильно интерпретировать информацию, представленную в виде схем, чертежей или электронных моделей объектов, разрабатывать конструкторскую документацию и контролировать её производство. Развитие и освоение данных профессиональных компетенций осуществляется на занятиях начертательной геометрии, инженерной и компьютерной графики, геометрического моделирования.
Внедрение Государственных образовательных стандартов нового поколения потребовало пересмотра методик и методических приемов обучения. Если ранее мы говорили о важности владения студентом навыками работы в какой-либо графической программе: это повышает конкурентоспособность выпускника, то с реорганизацией системы высшего образования данное умение является необходимым и оговаривается в Государственных стандартах. Например, для направления 280700 «Техносферная безопасность» бакалавру необходимо знать методы и средства компьютерной графики, владеть навыками разработки и оформления эскизов деталей машин, изображения сборочных единиц, сборочного чертежа изделия, составлять спецификацию с использованием методов машинной графики; для направления 190700 «Технология транспортных процессов» выпускники должны владеть основными приемами работы на компьютерах с прикладным программным обеспечением.
Проблема обучения студентов графическим дисциплинам осталась актуальной и заключается в необходимости оптимальной организации учебного процесса, которая поможет обучающимся овладеть необходимыми компетенциями в небольшой отрезок времени (количество часов практических занятий, как правило, не увеличилось; что касается лекций, то данный вид аудиторной работы по многим направлениям подготовки был урезан).
Для решения вышеуказанной проблемы нами разработана, внедрена в учебный процесс, опробована и откорректирована модель визуальноориентированного обучения, которая базируется на принципах: развития, системности, целостности, доступности, визуализации, вариативности, модульности. Модель обучения включает три базовых блока, составляющие весь учебно-методический комплекс (УМКД) обучения графическим дисциплинам. Первый блок – диагностико-корректирующий – включает средства и методы контроля, а также инструментарий для проведения
156
диагностирующих и «выравнивающих» мероприятий. Содержательнопроцессуальный блок включает содержание дисциплины, методики и методические обучающие приёмы. Третий блок – технологический. Он содержит методическое и материальное обеспечение: наглядные пособия (мультимедиа плакаты, динамические цифровые модели, электронные учебные пособия и шаблоны задач, обучающие демонстрации, лекции, виртуальные тренажеры), систему контроля знаний (тестовые задания, комплекты контрольных и зачетных работ, экзаменационные билеты). Во всех блоках активно используются компьютерные технологии и мультимедиа, которые являются как средством обучения и контроля, так и средством изучения. Рассмотрим применение разработанного учебнометодического комплекса при обучении начертательной геометрии и инженерной графике.
Начертательная геометрия является фундаментальной дисциплиной, содержание курса которой неизменно в течение более чем вековой истории. Однако методы и средства обучения потребовали изменений: мы отошли от традиционного обучения графическим дисциплинам, при котором студент работал только с плоскими изображениями предмета. Современное производство, проектное дело, конструкторские бюро создают электронные модели проектируемых объектов, которые в соответствии с ГОСТ 2.052-2006 «Электронная модель изделия. Общие положения» также относятся к конструкторской документации. Поэтому работу с двухмерными изображениями объектов мы дублируем моделями изучаемых объектов. При этом улучшается процесс представливания, так как при решении учебных задач обучающемуся необходимо по плоскому изображению мысленно воссоздать трехмерный образ объекта, затем произвести заданные условием действия и отобразить изменения на плоскости чертежа. Для данного вида деятельности требуется развитое пространственное мышление, цифровые модели помогают запустить процесс представливания. Исследование модели объекта: поворот, перенос, рассечение активизирует мыслительную деятельность обучающихся. Решение задач производится в графическом редакторе, в системе 2-d чертежа. Параллельно с изучением учебной дисциплины студенты осваивают азы работы с программой: сохраняют чертеж, назначают формат, масштаб изображений, форму основной надписи. Знакомятся с построением геометрических примитивов – точки, прямой, отрезка, плоских кривых; назначают новую систему отсчета (координат), наносят размеры и необходимые поясняющие надписи.
Контроль полученных знаний является системным и осуществляется в различных формах: устной (опрос, защита заданий), письменной (самостоятельные и контрольные работы), тестовой (с помощью оболочки Moodle). Применяемые способы контроля позволяют точно и полно диагностировать качество и количество полученных знаний студентами.
157
Вкурсе дисциплины инженерная графика обучающиеся осваивают современные способы создания проектно-конструкторской документации – учатся создавать и работать с электронными моделями объектов. Активность на занятиях обусловлена методами и средствами организации учебного процесса. После выполнения ряда упражнений, на которых отрабатываются операции моделирования и перехода в плоские изображения, студентам выдаются «настоящие» детали, по которым следует создать 3-d модели и необходимую сопутствующую документацию (рабочие и сборочный чертежи, спецификацию изделия). Программа дает возможность проверить модель объекта на любом этапе проектирования. При устранении недочетов в электронной модели автоматически перестраиваются плоские изображения. При выполнении строительных чертежей широко используются библиотеки стандартных изделий, также студенты учатся создавать собственные библиотеки часто используемых объектов.
Вкачестве контроля нами используется деловая игра «Нормоконтроль», цель которой – найти и устранить ошибки в плоских изображениях детали. Для успешного выполнения данного задания обучающимся необходимо знать Государственные отраслевые стандарты (ГОСТ) Единой системы конструкторской документации (ЕСКД), требования которой являются обязательными для выполнения на территории Российской Федерации.
Визуально-ориентированная модель обучения, направленная на активное включение субъекта в учебный процесс, показала свою эффективность. Студенты проявляют интерес к изучаемой дисциплине, активно осваивают графический редактор. Атмосфера делового сотрудничества и доброжелательности оказывает позитивное влияние: многие обучающиеся решают дополнительные (необязательные) задачи, участвуют
волимпиадах, в работе научных конференций, самостоятельно осваивают другие возможности графического редактора.
Первый год обучения в вузе оказывается очень плодотворным: на кафедре «Графика» студенты осваивают не только классические дисциплины, а также учатся работать на персональном компьютере и получают первый опыт научной работы.
Е.В. Руленкова, Н.К. Шабалина (СГУПС, Новосибирск)
АКТИВИЗАЦИЯ САМОСТОЯТЕЛЬНЫХ ФОРМ РАБОТЫ СТУДЕНТОВ ПРИ ОБУЧЕНИИ ГРАФИКЕ
Действующие государственные образовательные стандарты предполагают обязательным условием образования организацию самостоятельной работы студентов в процессе обучения. Эти требования научно
158
обоснованы и подтверждены многочисленными исследованиями. В идеальном случае одной из главных воспитательных задач высшего образования является развитие у будущих специалистов потребности в созидательном, творческом труде, формирующем внутреннюю основу личности человека.
Впсихологии и педагогике многократно подтверждено положение
отом, что формирование знаний, умений и навыков и вообще развитие личности осуществляется в процессе самостоятельной активной деятельности обучающегося. Выдвинутый и разработанный С.Л. Рубинштейном методологический принцип единства сознания (вообще психики) и деятельности развит в трудах А.Н. Леонтьева, который делает вывод, что «умственный труд есть именно труд, хотя и в особой его форме». Более того, отдельные элементы практической и умственной деятельности «могут переходить − и действительно переходят − друг в друга, так что внутренняя деятельность постоянно включает в себя отдельные внешние действия и операции, а развитая внешняя практическая деятельность − действия и операции внутренние, мыслительные». Необходимо отметить, что процесс обучения − не только передача научных знаний и социального опыта, но и самое главное − подготовка человека к жизни, к умению адекватно оценивать в будущем возникающие задачи и находить пути их решения. Более того, в самых разных сферах деятельности человек обязан не только решать поставленные и сформулированные кем-то проблемы, но и уметь их самостоятельно обнаруживать и определять как цель деятельности. С.Л. Рубинштейн называл первым признаком мыслящего человека умение видеть проблемы в окружающем. «Проницательному уму многое проблематично. Только для того, кто не привык самостоятельно мыслить, не существует проблем... Человек видит тем больше нерешенных задач, чем обширнее круг его знаний».
Основная задача преподавателей − руководить познавательной деятельностью обучающихся, направлять ее и ни в коем случае не подменять своей, пусть даже более совершенной деятельностью. “В деятельности человека, в его практических и теоретических делах психическое, духовное развитие человека не только проявляется, но и совершается”. Непосредственный участник педагогического процесса, студент − не только объект, но и субъект обучения. Он не просто ассимилирует учебную информацию, а внутренне ее адаптирует, активно усваивает, перерабатывает с учетом своего личного опыта, уровня интеллектуального развития. Усвоенные человеком знания всегда являются своеобразным сплавом общественного и индивидуального опыта. А.Н. Леонтьеву принадлежит термин «присвоение знаний». Он введен потому, что знания становятся личными только тогда, когда их восприятие, переработка и последующее использование обеспечиваются активной психической деятельностью.
159
Усвоение накопленной человечеством информации требует от студента больших мыслительных усилий, так как всякое знание неизбежно оказывается вначале неизвестным и новым для каждого первокурсника. Следовательно, при обучении возникает необходимость наличия у обучающихся подлинного самостоятельного мышления, организации самостоятельного поиска и создания ими какого-то нового интеллектуального продукта (нового в индивидуальном опыте студента, но известного, как правило, в общественном опыте).
Эффективность и качество работы студента тем выше, чем лучше организована и обеспечена его самостоятельная познавательная деятельность. Поэтому важно предоставить обучающимся возможность самостоятельно проработать основы теории и практического применения ее при решении различных задач. Процесс усвоения, а иногда даже перекодировки воспринимаемой информации сугубо индивидуален, при этом каждый студент нуждается в конкретной помощи и внимательном руководстве преподавателя.
Общение со студентом в процессе обучения должно быть нацелено на корректировку его действий, осуществление обратной связи и подкрепление индивидуальных стимулов учения. Никакими внешними воздействиями невозможно сформировать у человека личностные смыслы, системы ценностей.
Как бы тщательно ни разрабатывались методы изложения знаний, эти знания могут быть не усвоены, если в процессе обучения не были обеспечены внутренние условия усвоения. «Внешние причины, − по выражению С.Л. Рубинштейна, − действуют только через внутренние условия».
Любые способности человека не только проявляются в деятельности, они и формируются в ее процессе. Л.М. Фридманом при рассмотрении проблемы организации самодеятельности при обучении подметил интересное противоречие. Ребенок играет, удовлетворяя при этом свои природные потребности. Без игры его развитие и просто нормальная жизнь невозможны. Но следующий за игрой процесс обучения уже не является самостоятельной деятельностью, часто учебная деятельность побуждается внешними мотивами и совершается в силу внешней целесообразности. В то же время существует общественная потребность, чтобы работа взрослого, подготовкой к которой, собственно, и является обучение, носила самодеятельный характер. Это необходимо, потому что свободный творческий труд отвечает самым глубоким потребностям личности. Каждому человеку в какой-то мере присуща природная жажда творчества, активной созидательной деятельности. В первоочередные задачи современной педагогики входит проблема разрешения этого противоречия. Рассматривая проблему развития человека в процессе обуче-
160