Информационные технологии в преподавании графических дисциплин при формировании профессиональных компетенций

Реформирование образования в России обусловлено переходом к информационному обществу, с интеграцией в мировую систему образования, что связано с освоением и внедрением в образовательный процесс новых информационных и коммуникационных технологий. Информатизация является мощным катализатором многих процессов развития общества, в том числе создания и внедрения инноваций, новых социальных и энергетических технологий, а также науки, образования и культуры [7].

Поддержание высокого уровня образования - главный фактор социально-экономического прогресса и важнейшее условие устойчивого развития любого государства, а это требует совершенствования всей системы высшего образования.

В информационно-образовательном процессе в той или иной форме проявляются все основ -ные семиотические (синтаксические, семантические и прагматические) характеристики образовательного знания, хотя ранее они получили иные названия. Само по себе это знание уже содержит все основные характеристики (свойства) информации, и в зависимости от конкретного образовательного процесса они проявляются в том или ином виде и отношении. Если за триаду принимаются традиционные ЗУН и акцент делается на определенных прагматических свойствах информации (позволяющих их использовать в соответствующих видах практик), то такая ситуация характерна для утилитарно-профессионального понимания образования, поскольку знания в основной предметной триаде дополняются умениями и навыками (компетенциями) [10].

Концепция модернизации российского образования определяет компетентностный подход, как одно из важных концептуальных положений разработки государственных образовательных стандартов высшего профессионального образования третьего поколения с учетом предыдущего опыта и рекомендаций Болонской декларации, принятой в 1999 г. В декларации сформулирован ряд целей, достижение которых, по мнению участников Болонского процесса, позволят создать единое взаимосвязанное Европейское пространство высшего образования [2].

Определение понятия «профессиональная компетентность» в системе образования, предложенное Ю.Г. Татур: «Компетентность специалиста - это проявление на практике его стремлений и способности (готовности) реализовать свой потенциал знаний, умения, опыт, личные качества для успешной творческой (продуктивной) деятельности в профессиональной и социальной сфере, осознавая социальную значимость и личную ответственность за результат своей деятельности, необходимость ее постоянного совершенствования» [9]. При этом споры по осмыслению определения понятий «компетенции», «профессиональная компетентность» ведутся до сих пор, что обусловлено, прежде всего, особенностями структуры деятельности специалистов различных профессиональных областей. Однако объединяющей характеристикой данного понятия остается степень сформированности у специалистов единого комплекса знаний, умений и навыков, а также ответственности и ценностного отношения и профессиональной и социальной деятельности.

Компетентностный подход служит основой разработки профессиональных стандартов нового поколения и требует переориентации всего образовательного процесса «на студентоцетрированный характер» [1].

Основными единицами профессиональных стандартов должны стать две основные группы компетенций - надпрофессиональные (ключевые) и профессиональные, формирование которых будет способствовать усилению фундаментальной подготовки бакалавров и специалистов [1]. К актуальной относится проблема развития самообразовательной деятельности студентов, являющейся основой формирования их профессиональных компетенций [6].

Образование, использующее новые информационные технологии, должно стать ядром информационного общества и одним из приоритетных механизмов дальнейшего развития. А это, вместе с тем, означает усиление внимания ко всем информационным аспектам образовательного процесса.

В процессе обучения общепрофессиональным дисциплинам при разработке методологического сопровождения используются различные предметно-знаковые системы, оказывающие поддержку преподавателю путем создания и реализации соответствующих средств и условий для достижения результата - приобретения компетентностей.

При внедрении новых образовательных стандартов с учетом формирования у обучающихся профессиональных и надпрофессиональных компетентностей методическая деятельность преподавателя направлена на то, чтобы объединить в единый комплекс содержание, методы, формы обучения, основой которого является учебник для повышения эффективности обучения студентов, в первую очередь за счет интенсивности самостоятельной работы.

Постоянно растущий объем предлагаемых студентам знаний при уменьшении часов аудитор -ных занятий требует оптимизации времени учебного процесса.

Начертательная геометрия является «грамматикой языка техники» [8]. Как писал В.И. Курдюмов: «... она учит нас правильно читать чужие и излагать наши собственные мысли, пользуясь в качестве слов одними только линиями и точками, как элементами всякого изображения. Кроме этого, изучение ее является лучшим средством развития нашего воображения, а без достаточно развитого воображения немыслимо никакое серьезное техническое творчество, т.е. проектирование» [8]. Она составляет основу инженерного образования, формирующего базовые знания, необходимые для изучения специальных дисциплин. Рассматривая проблемы повышения качества при обучении начертательной геометрии - одной из общепрофессиональных инженерных дисциплин, нельзя исключить такие важные составляющие процесса, как деятельность и творческое саморазвитие личности [3].

Для реализации задач, которые ставит современное общество перед высшей школой (при этом учитывая изложенные выше проблемы), на кафедре начертательной геометрии (НГЧ) Сибирского федерального университета (СФУ) проводится поиск и внедрение новых форм обучения.

Обмен технической информацией между разными странами осуществляется на основе древнейшего языка - языка графики. Достаточно увидеть графические значки, и без переводчика понятно, какие предметы и зрительные образы они обозначают.

Начертательная геометрия - основа графики. Будущему специалисту любого профиля придется иметь дело с начертательной геометрией, инженерной и компьютерной графикой. В системе образования данная дисциплина, занимая важнейшее место, нуждается в управлении качеством процесса преподавания. Одна из проблем, связанная с управлением качеством, требует своего решения - специальной организационно-методической подготовки аудиторий (специальная мебель, освещение, индивидуальные чертежные инструменты, компьютерная техника и др.). Кроме того, качество процесса усвоения материала связано с рациональным перераспределением числа часов на индивидуальные консультации. Специфика курса начертательной геометрии показывает необходимость обязательного видеодемонстрационного обеспечения.

Применение методов начертательной геометрии для решения прикладных задач требует увязывания специальных курсов с программой по «Начертательной геометрии». Так, например, для специальностей машиностроительного профиля необходим раздел «Графическое профилирование винтовых поверхностей инструментов», для специальностей электромеханического профиля - раздел «Кривые линии и поверхности» и др.

Для точного понимания поставленных задач и правильного применения методов начертательной геометрии студенты должны выполнять практические занятия на предприятиях под руководством преподавателя и обеспечиваться масштабными макетными образцами реальных объектов.

Эффективность изучения начертательной геометрии в значительной степени можно повысить за счет использования новых информационных технологий, наибольшую же эффективность принесет применение трехмерной компьютерной графики и анимации. На кафедре разработаны методические материалы с использованием трехмерной графики. Мультимедийное обеспечение лекций не только дает возможность разнообразить иллюстративный материал, но, благодаря использованию новых технологий, преобразивших традиционную форму обучения, становится интересней, что позволяет студентам представить и понять сложный теоретический материал. Анимации и электронные слайды помогают студентам осознавать отображения различных пространственных объектов на плоскости, помогают развитию пространственного мышления и повышают уровень усвоения материала.

Одним из важнейших средств обучения графическим дисциплинам, получивших в последнее время признание преподавателей и обучающихся, является рабочая тетрадь. Тетрадь, содержащая графические условия предлагаемых задач, разработана на основе учебного пособия, в котором подробно объясняется методика решения задач с указанием страниц основных понятий как в рабочей тетради [5], так и в учебном пособии (курс лекций) [4]. Таким образом, студенты имеют возможность по ссылке на страницу в тетради посмотреть и вспомнить те понятия, которые им встречались ранее. Если возникает необходимость более подробно рассмотреть теоретические вопросы, то студенты могут обратиться к учебнику, на ту страницу, ссылка на которую указана в пособии. Так они учатся пользоваться учебной литературой и приобретают навык необходимости в ней как способ расширения круга знаний.

В настоящее время около 80% поступающих в технические вузы, к сожалению, не изучали в школе черчение, плохо знают геометрию, не обладают пространственным представлением, не умеют организовывать самостоятельную работу. Поэтому использование рабочей тетради на практических занятиях приобретает особое значение, способствуя синхронному решению максимального количества задач на доске и в тетради, так как исключается неточность копирования студентами исходных данных, а также экономится время при самостоятельном решении задач. Это дает возможность преподавателю контролировать процесс обучения и уровень усвоения материала.

При коллективном решении задач в аудитории создается атмосфера творчества, диалога, происходит общение как между студентами и преподавателем, так и между студентами по заданной тематике, что формирует такие качества, как коммуникабельность и коллективизм.

Наряду с «традиционными» предлагаются задачи, имеющие несколько вариантов решений, что исключает возможность дублирования решений задач, так как одно и то же графическое решение у нескольких студентов становится практически невозможным. Причем перед студентами ставится задача не только найти, но и выбрать более рациональный путь ее решения. Это ведет к развитию индивидуализации и творческого начала, формирует познавательную активность студентов.

В системе формирования личности инженера графическое образование является одной из важнейших составляющих интеллекта будущего специалиста.

Повышение качества преподавания курса «Инженерная графика» по специальностям неразрывно связано с этапом выбора [ объектов графического проектирования ]. Учитывая, что объем знаний инженера состоит из базисной и переменной составляющих, задача выбора объектов и их элементов должна быть обеспечена взаимодействием общеинженерных и выпускающих кафедр.

Выпускающие кафедры, обладая информацией о новейших технологиях по своим специальностям, помогают кафедрам, преподающим инженерную графику, формировать не только пакет заданий, но и уже на первом курсе формировать инженерную лексику у студентов.

При графическом проектировании реальных объектов у студентов возрастает мотивация к увеличению заданий для решения, так как это связано не только со сдачей семестровых зачетов и экзаменов, но и главным образом с повышением их функциональных характеристик для будущей инженерной работы.

Поскольку при выполнении чертежей используются реальные объекты, происходит активизация процесса обучения, т.е. в процессе дифференциации элементов объектов рассматриваются конкретные производственные ситуации , а также при рассмотрении демонстрационных чертежей применяется метод деловых игр.

Разработка современных технологий графического проектирования с применением компьютерной графики и программных продуктов AutoCAD, Kompas, SolidWorks как инструментов конструирования изделия высокого качества должна быть основана на объектах, органически связанных со специальными дисциплинами, а также с показателями качества и эксплуатационными характеристиками реальных машин и объектов.

Управление качеством образования, в том числе и графического, должно быть основано на принципах международных стандартов ИСО 9000, которые в версии 2008 г. рассматривают процессные подходы к этапам жизненного цикла предоставляемых услуг. При этом в соответствии с рассматриваемой концепцией, для оценки услуг образовательного процесса в качестве квалимет-рического показателя предлагается принимать интеллект специалиста .

Как показала практика, применение в процессе обучения трехмерной компьютерной графики, анимации, использование рабочей тетради способствуют более продуктивному усвоению студентами специальных терминов и понятий, приобретению практических умений и навыков, формированию у обучающихся умений и навыков самоконтроля, развитию пространственного мышления. В результате повышается эффективность самостоятельной работы студентов как при подготовке к практическим занятиям, так и к экзаменам, а также их успеваемость, несмотря на слабую первоначальную подготовку.

Таким образом, разработка современного методического сопровождения, использование новейших технических, компьютерных и других интерактивных методов взаимодействия в электронной образовательной среде, широкое применение новых мультимедийных программноаппаратных комплексов, развитая инфраструктура телекоммуникаций, включающая открытое информационное пространство и средства коммуникации, в которую вовлекаются все участники образовательного процесса в преподавании начертательной геометрии, инженерной графики и других дисциплин в системе образования в целом. Все это, вместе взятое, позволяет решать определенный круг задач, куда входят такие понятия, как высвобождение времени преподавателя, осуществление индивидуального подхода к студенту, содействие самостоятельной и творческой работе студента, поддержка коллективной работы, развитие востребованных современным мировым сообществом навыков – глобального и критического мышления, эффективной коммуникации при устном и письменном общении, умение работать в группе, быстро адаптироваться к изменениям в информационно-коммуникационных технологиях.