640
УДК 378.016: [515+744]
СОВРЕМЕННЫЙ ПОДХОД В ОБУЧЕНИИ ГРАФИЧЕСКИМ
ДИСЦИПЛИНАМ СТУДЕНТОВ ТЕХНИЧЕСКОГО ВУЗА
Сергеева Ирина Александровна, старший преподаватель, Петухова Анна Викторовна, доцент, кандидат педагогических наук
Сибирский государственный университет путей сообщения г. Новосибирск, Россия SergeevaIrina@ngs.ru, PetukhovaA V@yandex.ru
Данная публикация посвящена проблемам повышения эффективности обучения графическим дисциплинам в техническом вузе. В статье представлены результаты экспериментального внедрения системы визуально-ориентированного обучения начертательной геометрии и инженерной графике, в основу которой положена модель, разработанная ст. преподавателем кафедры «Графика» СГУПС Сергеевой И.А..
Ключевые слова: графическая подготовка; визуально-ориентированное обучение; компьютерные технологии в обучении.
MODERN APPROACH TO GRAPHIC DISCIPLINES TRAINING USED IN TECHNICAL UNIVERSITY
Irina Sergeeva, Elder lecturer Anna Petukhova, Docent, Ph.D. in Pedagogical Science
Siberian State Transport University, Novosibirsk, Russia SergeevaIrina@ngs.ru, PetukhovaA V@yandex.ru
This publication is devoted to problems of improving the effectiveness of teaching graphic disciplines in technical colleges. The results of the pilot implementation of visually-oriented teaching of Descriptive Geometry and Engineering Graphics, which is based on a model developed by Elder lecturer of cathedra "Drawing" STU Sergeeva IA.
Keywords: graphic training; visual-oriented training; computer technologies in training.
В современной науке, проектном деле и производстве чертежи и сопутствующую документацию выполняют при помощи различных компьютерных графических программ. Проектирование на основе электронной модели объекта позволяет не только создать его трёхмерный фотореалистичный образ и визуально проконтролировать проект, но и выполнить ряд виртуальных экспериментов: проверить работоспособность, отрепетировать некоторые манипуляции (сборка и разборка), выявить нали-
чие неполадок, провести проверку правильности расчетов. Всё это снижает риск ошибок и брака при производстве. Именно поэтому многие предприятия тратят средства на закупку дорогостоящего программного обеспечения, соответствующего современному уровню производства, а от специалистов, выпускаемых вузами, требуют наличие необходимых знаний и опыта в этой области.
Мы считаем необходимым пересмотреть концепцию традиционного графического образования в вузе, которая оставалась неизменной в течение более чем вековой своей истории. В основе теоретической и практической составляющей содержания дисциплин «Начертательная геометрия» и «Инженерная графика» лежат методы получения изображений трехмерных объектов на плоскости. Главной задачей графического цикла дисциплин являлось обучение студента работе с плоским изображением объёмного тела. Сейчас, с вступлением в силу правил, изложенных в ГОСТ 2.052-2006 «Электронная модель изделия. Общие положения» обозначенная выше задача становится неактуальной. В графической подготовке меняются цели и приоритеты. Теперь на первый план выдвигается освоение студентом компетенций, необходимых для выполнения проектно-конструкторской документации с использованием персонального компьютера. Например, в образовательных стандартах нового поколения для специальности 270800 по направлению «Строительство» перечислены следующие компетенции: владение основными законами геометрического формирования, построения и взаимного пересечения моделей плоскости и пространства, необходимыми для выполнения и чтения чертежей зданий, сооружений, конструкций и деталей, составления конструкторской документации (ПК-3); способность работать с информацией в глобальных компьютерных сетях (ПК-6); владение методами проведения инженерных изысканий, технологией проектирования деталей и конструкций в соответствии с техническим заданием с использованием стандартных прикладных расчетных и графических программных пакетов (ПК-10).
Для решения возникшего противоречия между традиционным содержанием графических дисциплин и современными требованиями к подготовке специалистов нами была разработана, экспериментально проверена и внедрена модель визуально-ориентированного обучения. Целью педагогического исследования было выявление, обоснование и экспериментальная проверка организационно-педагогических условий, повышающих эффективность обучения графическим дисциплинам в техническом вузе.
Исследование проводилось на базе Сибирского государственного университета путей сообщения (СГУПС) с использованием следующих методов:
- общенаучные методы: изучение философской и психолого-педагогической литературы; обобщение передового отечественного и за-
рубежного опыта в области эффективности обучения в высшей школе и графическим дисциплинам - в частности, контроля знаний; анализ и синтез; обобщение и конкретизация;
- эмпирические методы: наблюдение, беседа, анкетирование, опрос; анализ графических работ обучающихся; диагностико-констатирующий эксперимент;
- статистические методы: аппарат математической статистики; анализ полученной информации.
При разработке модели визуально-ориентированного обучения мы опирались на исследования: А.Д. Ботвинникова, В.А. Гервера, С.И. Дембинского, Б.Ф. Ломова, В.И. Кузьменко, И.С. Якиманской, Т.В. Андрюшиной, О.В. Анякиной, О.Б. Болбат, К.А. Вольхина, В.В. Лагерев, М.В. Лагуновой, А.В. Петуховой, М.В. Самардак, И.В. Столбовой и других.
В этих и других исследованиях отмечается, что, к сожалению, в последние десять-пятнадцать лет прослеживается тенденция снижения уровня школьный графических знаний и навыков, которые раньше формировались на уроках рисования, геометрии и черчения [1,2,3]. Именно эти знания обеспечивали хорошую основу для усвоения содержания вузовских дисциплин «Начертательная геометрия» и «Инженерная графика».
Сегодня формирование геометро-графических знаний и представлений в средней школе происходит на уроках изобразительного искусства, геометрии и технологии. При этом зачастую имеет место завышение оценок по данным дисциплинам [2]. Этот факт подтверждён результатами мониторинга «входных» знаний студентов, проводимого на кафедре «Графика» СГУПС (Рис.1). В связи с этим многие студенты испытывают трудности при освоении дисциплин графического цикла, прежде всего «Начертательной геометрии», в рамках которой изучаются методы изображения трехмерных объектов окружающего мира на плоском листе чертежа и способы решения пространственных задач на полученных изображениях - проекциях, которые являются объектом деятельности студента. Недостатком большинства полученных чертежей является низкая наглядность. Успешность обучения полностью зависит от развитости пространственного мышления студента. Чтобы по проекционному изображению воссоздать образ предмета, человек должен иметь опыт подобной мыслительной деятельности и владеть определенными приемами. Для расшифровывания, то есть «чтения чертежа» необходимо выполнить с этим образом ряд манипуляций (поворот, перенос, рассечение), и отобразить результат на плоском чертеже. Данный прием мыслительной деятельности очень сложен для недавних выпускников школы, т.е. для наших студентов.
2007 2008 2009 2010 N годы □ оценка по черечнию в школе
□ оценка при входном контроле в вузе
Рис. 1. Оценки студентов по черчению в школе (итоговая) и вузе (входной контроль)
Для решения обозначенной проблемы нами разработана модель визуально-ориентированной инженерно-графической подготовки, которая базируется на принципах: развития, системности, целостности, доступности, визуализации, вариативности, модульности и включает три базовых блока, которые представляют весь учебно-методический комплекс (УМКД) обучения графическим дисциплинам (Рис. 2)
1. Диагностико-корректирующий блок включает средства и методы контроля, а также инструментарий для проведения диагностирующих и «выравнивающих» мероприятий.
2. Содержательно-процессуальный блок, который включает содержание дисциплины, методики и методические обучающие приёмы.
3. Технологический блок содержит методическое и материальное обеспечение: наглядные пособия (мультимедиа плакаты, динамические цифровые модели, электронные учебные пособия, обучающие демонстрации, лекции, виртуальные тренажеры), систему контроля знаний (тестовые задания, комплекты контрольных и зачетных работ, экзаменационные билеты).
Модель визуально-ориентированного обучения графическим дисциплинам
I
Диагностико-корректирующий блок
Содержательно-процессуальный блок
Технологический блок
1) Инструменты и методы диагностики уровня визуального мышления и специальных знаний, необходимых для успешного освоения дисциплины
2) Специально разработанные электронные тесты для текущего контроля
3) Рубежный контроль знаний по дисциплине
4) Итоговый контроль
5) Контроль остаточных знаний
Содержание дисциплины
Методическое обеспечение
Методы обучения
тт
Приёмы обучения
Печатные и электронные учебники, учебные и методические пособия, руководства, карточки, варианты заданий, справочники, динамические модели, виртуальные плакаты, интерактивные обучающие тренажёры, демонстрации
Материальное обеспечение
Компьютеры, графические станции, печатающие устройства, средства мультимедиа и хранения информации, физические модели объектов, измерительные инструменты, справочники
Программное обеспечение
Чертёжные программы (Autodesk AutoCAD, КОМПАС, SolidWorks ), офисные приложения (MS Word, PowerPoint), оболочки дистанционного обучения и тестирования (Moodle)
Рис. 2. Структурные составляющие модели визуально-ориентированного обучения графическим дисциплинам
■ Экономика и инновационное образование
Остановимся более подробно на каждом элементе модели визуально-ориентированного обучения. Первый блок включает в себя систему диагностических и корректирующих мероприятий, целью которых является:
• осуществление входного контроля геометро-графической подготовки;
• определение уровня развития пространственного мышления первокурсников;
• исследование готовности к учебной деятельности обучающихся на каждом образовательн
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.