Методологические основы организации проектной деятельности студентов СПО в условиях цифрового общества

В настоящее время при всей масштабности государственных программ развития образования в условиях цифровизации общества далеко не все идеи доходят до реализации. Одна из основных причин — это недостаток компетенций полноценной работы с информационными технологиями и программными ресурсами. К тому же, сегодня переход производственных процессов от традиционного планирования и разработки объектов к инновационному процессу проектирования основан на информационных технологиях, отражающих цифровизацию данных направлений. В этой ситуации смысл цифровизации образовательной деятельности заключается не только в наличии компьютеров и программного обеспечения (цифровой образовательной среды), но и в изменении процессов производства, основанных на управлении данным производством, от скорости усвоения и обработки информации.

В создавшейся ситуации необходима адаптация системы среднего профессионального образования на основе запросов цифрового общества. В этой связи внедрение цифровых технологий в учебный процесс оказывает влияние на смену способов получения и обработки информации, изменение формата обучения компьютерным технологиям.

В настоящее время цифровые технологии в социуме стали неотъемлемой частью жизни человека, а специфика этих технологий и ее разнообразные трансформации связаны с распространением цифровизации в образовании. Актуальность решения данной проблемы подтверждается Указом Президента РФ от

09.05.2017 № 203 «О стратегии развития информационного общества в Российской Федерации на 2017–2030 годы» [1]. Поэтому сегодня владение основами цифровой культуры — это неотъемлемый атрибут образованного человека, так как современный цифровой мир неуклонно расширяет свои границы, активно вторгаясь в образовательную деятельность [2; 3].

В процессе цифровизации образовательной сферы особую актуальность приобретает проблема улучшения качества подготовки выпускников среднего профессионального образования, где главной задачей является подготовка компетентных специалистов, способных самостоятельно решать профессиональные задачи, стоящие перед современным обществом. При этом цифровая составляющая дает доступ более широкому спектру образовательного контента, позволяет создавать множество новых задач с учетом индивидуальных возможностей каждого обучающегося [4; 5].

Материалы и методы исследования

Условием эффективности профессиональной подготовки студентов к проектной деятельности является методология, включающая систему методов научного познания и механизмов проектной деятельности, отражающих овладение методами организации проектного обучения (моделирование, конструирование) с использованием ресурсов цифровой образовательной среды. Методология определяет не только способы получения научных знаний, но и путь, с помощью которого достигается цель исследования, создается система научной информации о способах и методах преобразования проектируемого объекта [6]. С точки зрения методологии мы основываемся на научно-методических исследованиях в сфере проектной деятельности, активно используя весь спектр методов и приемов, направленных на решение актуальной задачи с целью обосновать влияние проектной деятельности на процесс формирования профессиональной компетентности студентов СПО.

В качестве методологической составляющей мы использовали основные положения проектного обучения, изложенные в научных исследованиях П. Р. Атутова, И. Т. Глебова, Н. В. Матяш, В. А. Полякова, В. Д. Симоненко, Ю. Л. Хотунцева, принимая понятие методологии как систему определенных способов, приемов и методов, применяемых в сфере организованной проектной деятельности. Обозначенные в исследованиях основные положения проектного обучения оказали существенное влияние на формирование проектных навыков обучающихся на основе использования информационных технологий, способствующих обучению студентов по программам технико-технологической направленности [7; 8].

В обозначенной проблеме отмечается противоречие между потребностью в обучении студентов информационным технологиям в проектной деятельности и их недостаточной подготовленностью к этому.

При обучении студентов по модульным программам в СПО в области технического творчества нами взят за основу системно-деятельностный подход, рассматривающий методологию как учение об организации проектной деятельности в условиях организованной цифровой среды. Он означает, что формирование профессиональных компетенций студентов проявляется в деятельности, через систематическое решение проектных задач, в процессе овладения цифровыми технологиями. С точки зрения системности он представляет собой совокупность взаимосвязанных компонентов: субъекта педагогического процесса, содержания проектного обучения, проектных форм и методов и материально-технического оснащения (средств) цифровой образовательной среды [9]. Взаимосвязанное движение этих компонентов направлено на достижение обозначенных проектных задач, отражает процесс проектирования объектов как целостную систему. При названном сочетании перечисленных компонентов, а также знаний и навыков в области проектирования будет обеспечена плодотворная деятельность по созданию технических объектов высокого функционального и эстетического качества.

Постановка и разработка такой многоаспектной проблемы, как процесс проектирования технических объектов с применением информационных технологий в образовательной деятельности студентов СПО, отражает цель нашей работы.

Федеральный закон «Об образовании в Российской Федерации» [10] и ФГОС СПО по специальности 44.02.03 «Педагогика дополнительного образования» (профиль «Техническое творчество») [11] предполагают участие студентов в исследовательской и проектной деятельности, включая владение информационными технологиями в процессе разработки технических объектов.

Важность данного аспекта изложена в работах О. В. Брыковой [12], Е. С. Полат [13] и В. Д. Симоненко [8], отражает методологическую основу и учитывается нами при формировании проектных компетенций студентов с использованием информационных технологий. В процессе выполнения проектов реализуется определенная часть программы компьютерного моделирования, которая предусматривает комплексную самостоятельную работу обучаемых [8]. При этом обоснование идеи проекта при разработке технического объекта совершается как поэтапный процесс проектирования, отражающий обработку первоначального замысла с помощью компьютерного моделирования, вносящий уточнения, изменения, дополнения в обозначенную схему разработки объекта. Основным средством исследования является совокупность научных методов моделирования и проектирования, обоснованных и сведенных в единую систему на базе организованной цифровой среды.

Для многих исследователей (Г. С. Гохберг, Г. М. Киселев, Л. Ю. Уваров и др.) использование обозначенных подходов служит признанием того, что в век цифровой экономики применение различных электронных устройств в образовании является объективной необходимостью [14–16].

Результаты исследования и их обсуждение

В контексте последних событий в мире и санкционного давления со стороны Запада на Россию при использовании популярных графических редакторов, таких как Adobe Photoshop, Adobe Illustrator, CorelDRAW, 3D Max, ZBrush, Autodesk Maya, Cinema 4D, LightWave 3D, AutoCAD, ArhiCAD, нет возможности продления лицензии. Исходя из этих изменений на рынке графических редакторов, основы растровой графики, ее возможности и недостатки изучаются на примере программы GIMP. При выполнении индивидуального задания на построение проектно-графических рядов, поиск композиционных решений и трехмерное моделирование применяют льготные профессиональные графические системы Blender 3D [17]. Выбранный программный пакет Blender 3D очень схож по набору инструментов и интерфейсу с программным обеспечением 3D Max и имеет аналогичные трехмерные проекции, поэтому сегодня проектную деятельность студентов необходимо ориентировать на использование подобных компьютерных программ для трехмерного моделирования технических объектов [18].

Программа Blender 3D имеет широкий спектр возможностей, позволяет выполнять технические модели различной конфигурации. Отличительной ее особенностью является то, что, используя модификаторы, можно по отдельности выполнить сборку конкретных деталей с обозначенными размерными характеристиками.

В данной программе используется поддержка разнообразных геометрических примитивов, включая полигональные модели. Применяются система быстрого моделирования в режиме subdivision surface (SubSurf), кривые Безье, поверхности NURBS, metaballs (метасферы), универсальные встроенные механизмы рендеринга и интеграция с внешними рендерерами YafaRay, LuxRender и многими другими. Все сцены, объекты, материалы, текстуры, изображения, постпро-дакшен-эффекты могут быть сохранены в единый файл с расширением .blend.

В рамках нашего исследования методика проектирования отражает совокупность способов, приемов и средств сбора, обработки, анализа, оценки информации с точки зрения теории, обращенной к практике исследования. На практике результаты исследования воплощаются в разработанном проекте и затем после всестороннего анализа и оценки апробируется в обобщенном виде и реализуется в проектном документе (проекте).

Практическая реализация трехмерного моделирования технического объекта (самолет) отражена нами в трехмерной графической программе Blender 3D (табл. 1). Процесс проектирования выстроен нами поэтапно, в следующей последовательности: начинаем с создания примитива куба, переходим в режим редактирования с помощью клавиши «Tab» и преобразуем куб в параллелепипед, используя клавишу «S». Для визуализации скрытых вершин используем кнопку «Visible Selection», не выходя из режима редактирования. Для выделения ребер нажимаем клавишу выделения ребра и поочередно выделяем ребра объекта при зажатой клавише «Shift». Для выдавливания полигон вперед используем кнопку «Extrude» (горячая клавиша «Е») на панели «Mesh Tools». Далее, нажав клавишу «S» и удерживая клавишу «Ctrl», доводим вершину до значения 0,1, чтобы получить форму конуса. Создавая верхнюю часть самолета, хвост и крылья, нужно повторно совершить действия, описанные выше. Трехмерная модель самолета выполнена. Для окраски частей смоделированного объекта заходим в панель «Material» и выбираем цвет.

Этапы трехмерного моделирования объекта

Таблица 1

• 1.    Создаем примитив куба с помощью клавиши «Tab», и клавиши «S»: по оси X — 3,0; по оси Y — 1,5; по оси Z — 0,5

• 2.    Для отображения вершины используем кнопку «Visible Selection». Для выделения ребер используем клавишу «Shift»

  Окончание таблицы 1

  
  
  

Таким образом, программа Blender 3D имеет широкий спектр возможностей трехмерного моделирования, позволяет решать с помощью модификаторов разнообразные задачи, получать любые эффекты.

Заключение

Представленный нами процесс проектирования объектов отражает организацию проектной деятельности студентов СПО, способствующую формированию у студентов профессиональных компетенций, основанных на методологии и технологии проектной деятельности с использованием электронных (цифровых) образовательных информационных ресурсов. Данный процесс связан с построением цифровой образовательной среды и отражает проектный характер учебной деятельности в техническом творчестве. Таким образом, на основании вышеизложенных подходов, в соответствии с ФГОС, использование цифровых технологий в процессе проектирования технических объектов будет способствовать более эффективному формированию профессиональных компетенций студентов СПО в условиях цифрового образования.

В контексте данной работы существует необходимость целостного осмысления проектной подготовки студентов в условиях цифрового общества как сложной, интегративной и развивающейся образовательной системы, позволяющей применять в практике 3D-моделирования объектов проектные методы.