Комплексные ситуационные задания по инженерной графике для студентов бакалавриата - будущих строителей

По оценкам специалистов, успешность современного инженера во многом определяется уровнем сформированности его инженерно-графической компетенции как совокупности квалификационных и профессионально-личностных характеристик, позволяющих решать инженерно-графические задачи, связанные с моделированием и проектированием в профессиональной деятельности.

Анализ научно-педагогической литературы, опросы работодателей, собственный опыт практической деятельности показывают, что качество инженерно-графической подготовки студентов технических вузов в последние годы существенно снизилось. Это обусловлено не только изначально низким уровнем геометрической школьной основы студентов и сложностью формирования их образного мышления, но и значительным сокращением объема учебных часов на инженерно-графическую подготовку в рамках бакалавриата [3].

По оценкам исследователей, в условиях компетентностного подхода основными критериями качества инженерно-графической подготовки являются ее фундаментальность, профессиональная направленность, проблемно-ориентированный и опережающий характер [2].

Очевидно, что рассмотренным критериям должны удовлетворять и компе-тентностно-ориентированные оценочные средства для диагностики качества инженерно-графической подготовки студентов

в техническом вузе. На этапах их проектирования целесообразно использовать, на наш взгляд, ряд дополняющих друг друга подходов: компетентностный, квалиметри-ческий, тезаурусный, таксономический.

Компетентностный подход направлен на конкретизацию компетентностно-ориентированных целей инженерно-графической подготовки. Его применение позволяет представить эти цели в виде совокупности системных и единичных инженерно-графических компетенций. Их педагогическая экспертиза может производиться на основе квалиметрического подхода, предусматривающего использование метода групповых экспертных оценок [4]. Суть этого метода заключается в том, что он позволяет алгоритмизировать процедуру экспертизы и получить обобщенное коллективное мнение квалифицированных экспертов по вопросам компонентного состава компетенций студентов по дисциплине «Инженерная графика». В качестве экспертов привлекались преподаватели-предметники, представители работодателей и выпускники Ижевского государственного технического университета им. М. Т. Калашникова.

Выявленная данным методом структура инженерно-графической компетенции учитывает виды и задачи профессиональной деятельности будущего инженера-строителя и включает шесть компонентов: организационный, нормативный, аналитический, графический, проектный и информационный [1].

Исходя из данной структуры, инженерно-графическая компетенция студента рассматривается нами как совокупность квалификационных и профессионально-личностных характеристик: знаний, умений и способностей, обеспечивающих успешную деятельность по моделированию и графическому предъявлению инженерных объектов.

Для перехода от структуры к содержанию инженерно-графической подготовки использовались тезаурусный и таксономический подходы, предполагающие разработку интегративного тезауруса компетенций дисциплины, т. е. компактно представленных, иерархически и ассоци- ативно связанных между собой системных и единичных инженерно-графических компетенций. Фрагмент тезауруса представлен в таблице 1.

На наш взгляд, многоуровневость инженерно-графической компетенции требует для ее системной диагностики создания многоуровневых оценочных средств. В нашем исследовании они представляют собой комплект разноуровневых заданий, связанных с задачами профессиональной деятельности будущего инженера-строителя, позволяющий провести комплексную диагностику уровня сформирован-ности целостной инженерно-графической компетенции и ее отдельных составляющих. Они применяются для диагностики базового, программного и творческого уровней сформированности компетенций, которые устанавливались методом групповых экспертных оценок [2].

Базовый уровень контролируется гетерогенными многомерными стандартизированными тестами, задания которых направлены на выявление различных факторов (знаний, умений, способностей [6]) и измеряют уровень подготовленности по нескольким разделам учебной дисциплины с единой процедурой проведения и подведения итогов тестирования.

Такие тесты включают критериально-и нормативно-ориентированные части. Критериально-ориентированная часть теста представляет собой систему заданий, позволяющую измерить уровень учебных достижений относительно полного объема знаний, умений, способностей, которые должны быть усвоены студентами и представлены в компетент-ностно-ориентированном тезаурусе. Нормативно-ориентированная – позволяет ранжировать обучающихся по уровню их подготовленности.

Программный уровень сформированно-сти инженерно-графической компетенции предполагает выполнение учащимися расчетно-графических задач. Расчетно-графические задачи – это профессионально ориентированные задания, связанные с выполнением математических операций для построения чертежа детали или конструкции. Они проверяют в основном умение анализировать представленную инженерно-графическую задачу и проектировать будущее изображение. В нашем исследовании – это задачи комбинированного характера, решение которых требует от студента профессионального взгляда на решаемую проблему. Для их выполнения студент должен сопоставить знания, полученные на инженерной графике, и свой личный опыт из смежных дисциплин.

Фрагмент интегративного тезауруса компетенций

Т а б л и ц а 1

Подгруппа компетенций (ФГОС)	Наименование компетенции (ФГОС)	Детализация компетенций	Уровень формирования
S к л ч сЗ К О о ^ о л с	Владение основными законами геометрического формирования, построения и взаимного пересечения моделей плоскости и пространства, необходимыми для выполнения и чтения чертежей зданий, сооружений, конструкций, составления конструкторской документации и деталей (ПК-3)	Владение навыком выполнения проекций, чертежей геометрических фигур	творческий
		Умение решать задачи, связанные с пространственными формами и отношениями, в пространстве и на чертеже	базовый
		Умение формировать чертежи деталей машин и сборочных единиц, зданий и сооружений, строительных конструкций	базовый
		Готовность осуществлять профессиональную деятельность, реализуя в ней приобретенный графический потенциал	творческий
		Знание методов решения задач, связанных с пространственными формами и отношениями в пространстве и на чертеже	программный
		Владение чертежными навыками	программный
		Умение использовать приспособления и инструменты для выполнения графических работ	программный
		Способность к планированию и выполнению работ по подготовке графической части проектной документации в соответствии с техническим заданием	программный

Творческий уровень , которому соответствуют категории оценки и прогноза, предусматривает способность студента решать проблемные профессионально ориентированные задачи, самостоятельно разрабатывать чертежи оригинальных конструкций строительных устройств, прогнозировать потенциальные возможности их использования и совершенствования.

Инженерно-графическая компетенция сформирована на творческом уровне, если студенты выполняют многофункциональные профессионально ориентированные задания олимпиадного характера. Под многофункциональными профессионально ориентированными заданиями понимаются задания, условия и требования которых определяют собой модель некоторой ситуации, возникающей в профессиональной деятельности инженера-строителя, а исследование этой ситуации средствами инженерной графики способствует формированию профессиональной компетентности будущего бакалавра. Олимпиадный характер заданий требует глубоких комплексных знаний не только изучаемой дисциплины, но и смежных разделов других предметов.

Для многоаспектной оценки качества инженерно-графической подготовки разработаны комплексные ситуационные задания . Структура задания приведена на рисунке 1. Рисунок 2 демонстрирует фрагмент комплексного ситуационного задания [1; 2]. Такие задания объединяют гетерогенный тест, расчетно-графические задачи и многофункциональные задания, которые связаны одной профессиональной ситуацией.

Рис.1. Структура комплексного ситуационного задания

Полнота и правильность выполнения комплексного задания определяют степень разрешения данной ситуации и свидетельствуют об уровне сформирован-ности инженерно-графической компетенции студента бакалавриата.

КОМПЛЕКСНОЕ СИТУАЦИОННОЕ ЗАДАНИЕ

1 вариант

В с. Якшур-Бодья строится новый двухэтажный детский сад на 190 мест. Высота этажа 3 м. Предусматриваются окна ОП В2 1840-1220 ГОСТ 30647-99. Наружные двери ДН21-9 ГОСТ 24698-81. В здании выполнено отопление из стальных водогазопроводных труб DN = 25 мм. Над входными дверями предусмотрены козырьки. Толщина наружной стены из глинянного обыкновенного кирпича 770 мм.

• 1.1.    НА РИСУНКЕ ИЗОБРАЖЕН:

• 1)    план детского сада;

• 2)    разрез;

• 3)    фасад;

• 4)    план на отметке 0.000;

• 5)    план на отметке 3.000.

  
  
  

• 2.1- 2.2 – программный уровень;

• 3.1- 3.2 – творческий.

  1180       1550     1550      1550

  Б

  
  
  

Задания 1.1-1.10 – базовый уровен.;

Рис.2. Фрагмент комплексного ситуационного задания

На выполнение всего задания студентам отводится 80 мин. В зависимости от уровня сложности, задачи оцениваются от 1 до 3

баллов, максимальное количество баллов равно 20. Шкала оценки комплексного ситуационного задания приведена в таблице 2.

Т а б л и ц а 2

Шкала оценки комплексного ситуационного задания

Уровень	Базовый										Программный		Творческий		Σ
№ задания	1.1	1.2	1.3	1.4	1.5	1.6	1.7	1.8	1.9	1.10	2.1	2.2	3.1	3.2
Баллы	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	2	2	3	3	20

Для положительного результата необходимо набрать не менее 10 баллов. Главным преимуществом таких заданий являются комплексная многоуровневая оценка качества сформированности инженерно-графической компетенции, а также точность при выявлении пробелов в ее структуре.

Качество разработанных многоуровневых оценочных средств определялось методом групповых экспертных оценок по критериям: фундаментальность, проблемность, опережающий характер и профессиональная направленность [5].

Критерий фундаментальности характеризует полноту отображения в комплексном ситуационном задании системы инвариантных методологически важных инженерно-графических компетенций и вычисляется по формуле:

F=^{N KT} , (1)

N где NКТ – количество компетенций критериально-ориентированной части тезауруса, диагностируемое с помощью ситуационного задания; N – количество компетенций в критериально-ориентированной части тезауруса.

Критерий опережающего характера и проблемности характеризует долю заданий опережающего и проблемного характера в комплексном ситуационном задании:

P= NP , (2) N где Nр – количество заданий опережающего и проблемно-ориентированного характера.

Критерий профессиональной направленности характеризует ориентацию комплексного задания на профиль будущей специальности студента:

S=^{N S} ,           (3)

N где NS – количество профессионально-ориентированных заданий.

Комплексная оценка качества заданий определяется по формуле 4, в которой С₁ – С₃ – нормирующие множители, причем ΣС_i = 1 (условие нормировки):

К = С ₁ × F + C₂ × P + C₃ × S. (4)

Исследование показало, что метод групповых экспертных оценок, позволяет создавать квалиметрически-обоснован-ные, объективированные многоуровневые оценочные средства по инженерной графике для студентов бакалавриата. Их системное применение позволяет повысить качество инженерно-графической подготовки и качество процедуры диагностики уровня сформированности инженерно-графической компетенции.

СПИСОК

ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

• 1.    Бушмакина, Н. С . Диагностика качества инженерно-графической подготовки студентов – будущих строителей в условиях компетентностного подхода / Н. С. Бушмакина, О. Ф. Шихова, Ю. А. Шихов // Сб. научных трудов SWorld. – Одесса : КУПРИЕНКО, 2013. – Вып. 2., T. 15. – С. 86–90.

• 2.    Бушмакина, Н. С . Олимпиада по инженерной графике как средство формирования творческих

  профессиональных компетенций студентов технического вуза / Н. С. Бушмакина, О. Ф. Шихова // Образование и наука. – Екатеринбург, 2013. – № 2. – С. 60–72.

• 3.    Тестовая комплексная контрольная работа по дисциплине «Инженерная графика». – Режим доступа: http://dgng.pstu.ru/conf2011/papers/23/ . – Дата обращения: 07.09.2013.

• 4.    Черепанов, В. С . Основы педагогической

  экспертизы : учебное пособие / В. С. Черепанов. – Ижевск : Изд-во ИжГТУ, 2006. – 124 с.

• 5    . Шихова, О. Ф. Критерии для оценки объективированности педагогических контрольных материалов / О. Ф. Шихова, Л. А. Габдуллина // Образование и наука. – 2000. – № 3. – С. 82–85.

• 6.    Шихова, О. Ф. Модель адаптивного обучающего теста / О. Ф. Шихова, А. Б. Искандерова // Образование и наука. – 2009. – № 6. – С. 119–126.

Поступила 29.11.13.

Об авторе :