Модель формирования творческих компетенций студента технического вуза на основе междисциплинарного дидактического ресурса инженерно-графических дисциплин

В условиях модернизации высшей технической школы творческая инженерная подготовка основана на интеграции инновационных педагогических технологий в классические, на информационном программном обеспечении профессиональной подготовки и научно-исследовательской работы студентов.

Идея технологизации и гуманитаризации инженерного образования состоит в том, чтобы наряду с требованиями к системности и концептуальности педагогического процесса сделать его управляемым, эффективным и результативным. Инновационные технологии, как результат исследований закономерностей человеческого мышления (проблемно ориентированное обучение), взаимосвязи сознания и деятельности (активные эвристические методы), позволяют выстраивать процесс обучения, основанный на принципе максимальной свободы выбора образовательного маршрута в соответствии со способностями, наклонностями и интересами студента. При этом привлекается материал, который наиболее приближен к реальным проблемам, предусматривается реализация широкого спектра развивающего воздействия. Обязательным становится использование информационных технологий, новейших средств получения и представления информации. Обучение открыто профессиональному будущему, направлено на его предвосхищение [1; 2; 3].

Методика преподавания любой науки - неотъемлемая часть самой науки, так как без обучения, пропаганды, популяризации, распространения, без складывающихся творческих коллективов преподавателей и студентов наука существовать и развиваться не может. Вовлечение студентов в серьезную научно-исследовательскую работу и участие их в исследовании, которое представляет собой действительно настоящую научную работу, немыслимы без глубокой изначальной предметной подготовки обучающихся, без формирования у них прочного профессионального задела, овладения запасом основополагающих базисных знаний на первых курсах технического вуза [4].

В соответствии с геометрической природой искусственно создаваемой материальной среды, методами и средствами моделирования и визуализации графической информации, инженерно-графические дисциплины занимают одно из ключевых мест в техническом образовании. Начертательную геометрию, инженерную графику, компьютерную графику относят к общепрофессиональным дисциплинам, которые на самом деле являются и специальными, связанными с обеспечением специализированными средствами автоматизированного проектирования машиностроительной, строительной, горно-инженерной графики и других видов проектирования, соответствующих направлению и профилю подготовки.

В роли универсальных механизмов повышения качества подготовки инженера рассматриваются междисциплинарность и трансдисциплинарность, методология которых означает перенос идей и методов одних наук на другие, требующий преодоления и слома узких предметных границ различных наук, выхода за их пределы. Однако эта методология не отражает современной ситуации в научно-познавательной практике по выработке эффективного гетерогенного знания и деятельности, которая встраивается непосредственно в развитие, создание и тиражирование новых технологических процессов [5].

Интеграция методов проблемно ориентированного освоения модулей инженерно-графических и сопряженных общепрофессиональных дисциплин (в частности: модуля « Строительное черчение» дисциплины « Инженерная графика » и модуля « Основы архитектурного проектирования » дисциплины « Основы архитектуры и строительные конструкции ») с банком научнотехнических образовательных информационных ресурсов и эвристическими методами оперирования графической информацией в системах автоматизированного проектирования (САПР) становится основой создания междисциплинарного дидактического ресурса (МДР) инженерно-графических дисциплин, который позволяет без «слома» узких предметных границ конструировать нестандартные геометрические, расчетно-графические и прикладные задания (с проблемными ситуациями проектирования версий неунифицированных строительных объектов, конструкций и процессов) для междисциплинарной поисково-исследовательской работы студентов.

Система непрерывного образования, используемая в зарубежной высшей школе, увеличение потока научно-технической информации меняют многие представления о рациональной организации учебного процесса и стимулировании научно-исследовательской деятельности студентов. После успешного завершения учебно-познавательной работы с применением методов графического моделирования на младших курсах студент способен генерировать и реализовывать новые идеи на старших курсах, в рамках научно-исследовательской работы и выполнения прикладных задач, а это, по мнению западных ученых, невозможно без развития системно-образного пространственного мышления и овладения методами художественного моделирования [6; 7].

В контексте компетентностного подхода и практико-ориентированных технологий необходимость исследований, связанных с выполнением прикладных заданий, возникает на стадии общепрофессиональной подготовки, в частности в процессе освоения инженерно-графических дисциплин, основанном на методологических принципах формирования творческих компетенций:

• -    от традиционных образовательных технологий к инновационным, обеспечивающим диверсификацию репродуктивного уровня освоения обязательного дидактического материала в эвристический уровень освоения нестандартного междисциплинарного материала и в творческий уровень исследовательской работы по выполнению прикладных заданий;

• -    от базовых знаний к инновационным знаниям, умениям и навыкам, обеспечивающим развитие нестандартного визуально-пространственного мышления студента (как инварианта инженерного мышления) и формирование творческих общепрофессиональных компетенций (как ключевых компетенций проектно-конструкторской и экспериментально-исследовательской деятельности);

• -    от прагматически-практического уровня познавательной активности (направленной на воспроизведение пространственно-геометрических представлений) к созидательному уровню творческой активности и взаимодействия (направленных на овладение методами преобразования и трансформации технических объектов в САПР) в области проектирования искусственно создаваемой материальной среды.

Осмысление собственно психологического содержания аналитического среза «творческое взаимодействие преподавателя и студента», имманентно выступающего в роли основной формы и способа саморазвития и социализации личности, в новейшее время для педагогической и психологической науки приобретает статус социальной задачи [8; 9].

Вышеизложенный подход находит реализацию в разработке структурно-процессуальной модели формирования творческих общепрофессиональных компетенций студента/выпускника технического вуза на основе междисциплинарного дидактического ресурса инженерно-графических дисциплин, эффективность которой обеспечивается с преодолением противоречий, свойственных традиционной образовательной модели преподавания и освоения инженерно-графических дисциплин, не предназначенной для достижения студентами творческих результатов:

• -    Методология преподавания инженерно-графических дисциплин отражает традиционные подходы с превалированием принципов репродуктивного обучения и стандартного дидактического материала, формирующих стереотип подражания и нивелирующих проявление творческой активности и нестандартного мышления студента, что противоречит принципам развития критического мышления и творческого потенциала студента в контексте современной парадигмы образования.

• -    Организационно-дидактические условия освоения инженерно-графических дисциплин направлены на получение знаний и навыков воспроизведения графической информации, не отвечающее требованиям к интегративности и междисциплинарности компетенций, что противоречит принципам системности, непрерывности и преемственности освоения общепрофессиональных дисциплин в единстве с исследовательской работой.

• -    Социально-психологические условия практики преподавания и освоения инженерно-графических дисциплин отличаются недостаточным пропедевтическим развитием пространственногеометрических способностей студентов, нерелевантными оценочными средствами, авторитарными формами обратной связи и реферативностью учебно-исследовательской работы, что противоречит принципам синергетики и коннективизма инженерного творчества и выстраивания индивидуальных траекторий профессиональной подготовки студента на уровне бакалавриата.

Формирование инженерного мышления студента и творческих компетенций инженерной деятельности на стадии общепрофессиональной подготовки бакалавриата может осуществляться в процессе освоения инженерно-графических дисциплин на междисциплинарной основе посредством решения следующих задач:

• 1.    В соответствии с требованиями к интегративности и междисциплинарности профессиональных компетенций изыскательской, проектно-конструкторской и экспериментально-исследовательской деятельности (ПК-1, ПК-2, ПК-3, ПК-13, ПК-14, ПК-15, ПК-16), формируемых на стадии курсового и дипломного проектирования, и к уровням общепрофессиональной компетенции ОПК-3 как результату освоения инженерно-графических дисциплин (рекомендованных ФГОС ВО для ООП направления подготовки 08.03.01 «Строительство», прикладной бакалавриат) определены состав и содержание творческих общепрофессиональных компетенций как дополнительных :

• -    владение методами (основами) технического/архитектурного дизайна инженерных объектов и систем в применении к прототипированию и параметрическому моделированию технических деталей и строительных конструкций в соответствии с их топологическими свойствами (ТОК-1);

• -    владение методами эмпирических исследований функциональных, конструктивных и эстетических параметров строительных объектов и конструкций в соответствии с их эксплуатационными свойствами (ТОК-2);

• -    владение методами (основами) архитектурного проектирования строительных объектов, конструкций и процессов в соответствии с климатическими, геофизическими и градообразующими условиями строительства (ТОК-3).

• 2.    Выявлена и теоретически обоснована специфика формирования творческих общепрофессиональных компетенций (как ключевых компетенций проектно-конструкторской и экспериментально-исследовательской деятельности), связанная с развитием нестандартного визуально-пространственного мышления студента (как инварианта инженерного мышления) и основанная на интеграции информационных образовательных ресурсов в процесс проблемно ориентированного освоения инженерно-графических дисциплин и создании междисциплинарного дидактического ресурса в качестве методического и информационного обеспечения аудиторной, самостоятельной и исследовательской работы студентов.

• 3.    Методологически обоснована и разработана структурно-процессуальная модель формирования творческих общепрофессиональных компетенций студента/выпускника технического вуза на основе междисциплинарного дидактического ресурса инженерно-графических дисциплин (рис. 1).

• 4.    Проведена опытно-экспериментальная работа по обоснованию эффективности модели формирующего процесса:

• - Выявлены трудности освоения инженерно-графических дисциплин, обусловленные отсутствием инновационных принципов и подходов, методов и средств, эффективных методик, позволяющих в условиях дефицита академического времени осваивать и программный, и нестандартный дидактический материал; низкой самооценкой и мотивацией студентов в творческих достижениях по направлению и профилю подготовки.

  

Содержательный блок

Междисциплинарный дидактический ресурс в качестве методического и информационного наполнения аудиторной, самостоятельной и междисциплинарной поисково-исследовательской работы студентов, включающий:

• -    лекционный материал по сопряженным модулям инженерно-графических и общепрофессиональных дисциплин:

• -    учебные и методические пособия с конструированием междисциплинарного нестандартного дидактического материала;

• -    фонд оценочных средств с критериями и показателями субъективно-творческих и творческих достижений студентов;

• -    банк инженерно-технических образовательных ресурсов с руководством по САПР

  Теоретический компонент	Практический компонент
  Кейс-задания: на преобразование пространственно-геометрических представлений и геометрическое моделирование поверхностей с постановкой задачи, не раскрывающей способы формообразования строительных конструкций	Имитационные расчетно-графические работы (ИРГР): на прототипирование и параметрическое моделирование технических деталей и строительных конструкций в соответствии с их топологическими свойствами с постановкой задачи, не раскрывающей приемы технического или архитектурного дизайна

  Процессуальный блок

  
  

  Творческий компонент

  
  

  Прикладные задания, с проблемными ситуациями основ архитектурного проектирования и методами эмпирических исследований и инженерного творчества в определении функциональных, конструктивных и эстетических параметров версий неунифицированных объектов малоэтажного домостроения и дизайна малых архитектурных форм

  
  

  Когнитивно-мотивационный компонент

  
  

  Базовые знания; возрастание познавательной и творческой активности студентов в результате диверсификации репродуктивного уровня освоения обязательного материала в эвристический уровень выполнения кеис-заданий по курсу начертательной геометрии и компьютерной графики (I семестр)

  
  

  Деятельностно-эвристический компонент	Продуктивно-творческий компонент
  Диверсификация практического уровня выполнения базовых расчетно-графических работ (РГР) в эвристический уровень выполнения имитационных расчетно-графических работ (ИРГР) в САПР с элементами технического/архитектурного дизайна по курсу инженерной графики (II семестр)	Инновационные знания; диверсификация эвристического уровня выполнения ИРГР в творческий уровень выполнения прикладных заданий архитектурного проектирования; междисциплинарная поисково-исследовательская работа студентов (МПИРС) (III семестр)

  
  

Результативный блок

Уровни творческих общепрофессиональных компетенций студента, определяемые по критерию развития нестандартного визуально-пространственного мышления студента (базовый, продвинутый, высокий).

Уровни творческого портфолио студента, определяемые в дискретных, количественных и качественных показателях субъективно-творческих и творческих достижений студента в соответствии с уровнями сформированности творческих общепрофессиональных компетенций (номинальный, респектный, префе-рентный).

Уровни визуальной культуры, профессиональной ментальности и ценностно-мировоззренческой позиции студента как признаки общей и профессиональной социализации выпускника технического вуза, отражающие способность к решению проблемных задач с мотивацией созидания и ответственности за безопасность, эргономичность и экологичность искусственно создаваемой материальной среды

Базовый уровень ТОК в показателях творческой активности и инициативности студента.

Номинальный уровень ТП

Продвинутый уровень ТОК в показателях субъективно-творческих достижений. Респектный уровень ТП

Высокий уровень ТОК в показателях творческих достижений.

Преферентный уровень ТП

Рисунок 1 - Структурно-процессуальная модель формирования творческих общепрофессиональных компетенций студента/выпускника технического вуза на основе междисциплинарного дидактического ресурса инженерно-графических дисциплин

• –    Разработан фонд оценочных средств и определены дискретные, количественные и качественные показатели субъективно-творческих и творческих достижений студента как результаты текущего и промежуточного контроля:

• –    на когнитивно-мотивационном этапе . По результатам освоения междисциплинарного курса «Начертательная геометрия и компьютерная графика» (I семестр) определены: дискретные показатели текущей аттестации с оценкой («+» – зачтено, «–» – не зачтено) выполнения индивидуальных задач повышенной сложности, включенных в контрольные работы; качественные показатели зачета с оценкой выполнения кейс-заданий на геометрическое моделирование поверхностей в графическом редакторе AutoCAD, включенных в блоки индивидуальных задач и эпюров; количественные показатели экзамена с оценкой («отлично», «хорошо», «удовлетворительно») выполнения кейс-заданий, включенных в экзаменационные билеты;

• –    на деятельностно-эвристическом этапе . По результатам освоения междисциплинарного курса «Машиностроительное черчение, детали машин и основы технического дизайна» (II семестр) определены: дискретные показатели текущей аттестации с оценкой («+» – зачтено, «–» – не зачтено) выполнения расчетно-графических работ (РГР) на параметрическое моделирование и прототипирование технических деталей в графическом редакторе «КОМПАС-3D»; количественные показатели зачета с оценкой («отлично», «хорошо», «удовлетворительно») выполнения имитационных расчетно-графических работ (ИРГР) по основам технического дизайна в приложении Inventor Professional, включенных в блок базовых РГР;

• –    на продуктивно-творческом этапе. По результатам освоения междисциплинарного курса «Строительное черчение, строительные конструкции и основы архитектурного дизайна» (III семестр) определены: качественные показатели зачета с оценкой («+» – зачтено, «–» – не зачтено) выполнения ИРГР на параметрическое моделирование и прототипирование строительных конструкций с элементами дизайна в «КОМПАС-3D», включенных в блок базовых РГР и творческое портфолио студента; количественные показатели выполнения прикладных заданий по основам архитектурного проектирования (функциональных, конструктивных и эстетических решений версий неунифицированных объектов малоэтажного домостроения, павильонов и малых архитектурных форм) в Google SketchUp, включенных в творческое портфолио студента.

• –    Проверена эффективность структурно-процессуальной модели формирующего процесса: по качественным показателям зачета-тестирования (по курсу «Инженерная и компьютерная графика») с включением профессионально ориентированных междисциплинарных заданий в тестовые дидактические единицы; по количественным показателям экзамена (по курсу «Начертательная геометрия и компьютерная графика») определена разность среднеарифметических значений воспроизводимых ответов зачета и среднего балла экзамена. Контроль достоверности различий полученных результатов по t-критерию T. Стьюдента подтверждает предположение о повышении познавательной и творческой активности студентов экспериментальных групп и мотивации в субъективно-творческих достижениях с последующей рефлексией.

• –    Определен интегральный критерий сформированности творческих компетенций по весовым коэффициентам развития нестандартного визуально-пространственного мышления студента:

• 5 . В соответствии с результатами текущего и промежуточного контроля, дискретными, качественными и количественными показателями субъективно-творческих и творческих достижений студентов определены:

КРМ = ∑ (Ккм; Кдэ; Кпт), где: Ккм – коэффициент повышения успеваемости, определяемый по результатам экзамена по начертательной геометрии как отношение числа студентов, сдавших экзамен на оценку «отлично» (преодолевших психологический барьер и трудности освоения обязательного и нестандартного материала), к общей численности группы, в среднем составил 0,3;

К дэ – коэффициент возрастания познавательной и творческой активности студента , определяемый по результатам зачета как отношение числа студентов, выполнивших имитационные расчетно-графические работы, к общей численности группы, в среднем составил 0,5 ;

К пт – коэффициент эффективности исследовательской работы студентов , определяемый как отношение студентов, выполнивших прикладные задания, к общей численности группы, в среднем составил 0,1 .

Полученные коэффициенты отражают динамику развития нестандартного визуально-пространственного мышления в показателях субъективно-творческих и творческих достижений каждого студента.

• -    уровни сформированности творческих общепрофессиональных компетенций (базовый, продвинутый, высокий) по интегральному критерию развития нестандартного визуально-пространственного мышления;

• -    уровни творческого портфолио (номинальный, респектный, преферентный) в соответствии с уровнями ТОК (табл. 1).

• 6 . По результатам итогового тестирования студентов по методике СМИЛ (стандартизированный многофакторный метод исследования личности, по 13 основным и 18 дополнительным шкалам) выявлены:

• ‒    показатели уменьшения эмоциональной напряженности и тревожности, отражающие уровень стрессоустойчивости и адаптации, связанный с субъективно-творческими и творческими достижениями студентов;

• ‒    показатели интеллектуального коэффициента IQ, отражающие уровень сформированно-сти творческих компетенций и динамику развития инженерного мышления в процессе освоения общепрофессиональных и общетехнических дисциплин;

• ‒    показатели «шкалы зрелости», отражающие степень мотивации, рефлексии и профессиональной направленности студентов, связанных с перспективой дальнейшего профессионального роста.

Таблица 1 - Результаты текущего и промежуточного контроля качественных и количественных показателей субъективно-творческих и творческих достижений студентов

Дискретные показатели контрольных работ и текущей аттестации	«+ + +» 2 балла	«+ + -» 1 балл	«+ - -» 0 баллов
Количественные показатели экзамена и зачета	«отлично»	«хорошо»	«удовлетворительно»
Качественные показатели творческого портфолио	кейс-задание ИРГР прикладная работа	кейс-задание ИРГР	кейс-задание ИРГР
Интегральный критерий развития нестандартного    визуально-простран ственного мышления студента 3 КРМ = £ ( К™; К дэ ; К пт ) 1	Уровни сформированности ТОК
	Высокий КРМ = 0,7	Продвинутый КРМ = 0,5	Пороговый КРМ = 0,3
	Уровни творческого портфолио студента
	Преферентный 19–21 баллов	Респектный 14–18 баллов	Номинальный 11–13 баллов

Уровни творческого портфолио студента, так же как и уровни компетенций, учитываются при итоговой аттестации: номинальный уровень ‒ не более чем на оценку «хорошо»; респект-ный ‒ не менее чем на оценку «хорошо»; преферентный ‒ не менее чем на оценку «отлично» с перспективой поступления в магистратуру.

Показатели, полученные на заключительном этапе экспериментальной работы, свидетельствуют о достижении эвристического уровня освоения инженерно-графических дисциплин и творческого уровня междисциплинарной поисково-исследовательской работы студентов с принципиально иным целеполаганием и результативностью формирующего процесса. Преподаватель, создающий новую педагогическую реальность творческого взаимодействия, выявляет и сохраняет тех одаренных студентов, которые составят элитный инженерный корпус России.

Ссылки:

• 1.    Петрова Н.П., Котов С.В., Клушина Н.П. Современные образовательные технологии в высшей школе : учеб. пособие. Ростов н/Д., 2016.

• 2.    Петьков В.А., Филоненко В.А. Проблема целевой направленности образования // Историческая и социально-образовательная мысль. 2016. № 51. С. 119–123.

• 3.    Андрющенко С.И., Петьков В.А. Организация инновационной среды образовательного учреждения // Вестник Адыгейского государственного университета. Серия 3: Педагогика и психология. 2012. № 1. С. 145.

• 4.    Розов Н.Х. Преподаватель - профессия на все времена // Высшее образование в России. 2014. № 12. С. 26-35.

• 5.    Тхагапсоев Х.Г., Яхутлов М.М. Проблемы инженерного образования в современной России: методология анализа и пути решения // Там же. № 8-9. С. 27-36.

• 6.    Розен А.Я. Зарубежные исследования по психологии познания. М., 2007.

• 7.    Филоненко В.А., Петьков В.А. Моделирование процесса формирования умений профессиональной самоорганизации у будущих педагогов // Вестник Адыгейского государственного университета. Серия 3: Педагогика и психология. 2014. № 3 (143). С. 93–99.

• 8.  Леонтьев А.Н. Философия психологии. М., 2003.

• 9.   Петьков В.А., Филоненко В.А. Самоорганизация как условие профессионального роста конкурентоспособного

  специалиста // Вестник Армавирского института социального образования (филиала) РГСУ : сб. тр. конф. Армавир, 2014. С. 104–107.