Проблемы становления профессионально-значимых умений студентов при изучении инженерной графики в техническом вузе на примере специальности 270800 строительство (квалификация «бакалавр»)

К недостаткам существующей практики обучения в учреждениях высшего профессионального образования следует отнести уменьшение количества часов на изучение инженерно-графических дисциплин, изъятие из образовательных программ подготовки специалистов ряда тем, необходимых для реализации профессионально-значимых умений согласно федеральных образовательных стандартов третьего поколения. Эти причины не позволяют в полной мере реализовать становление профессиональнозначимых умений выпускников технического вуза.

Цель работы состоит в теоретическом обосновании и экспериментальной проверке педагогических условий, современных средств и методов обучения инженерной графике, внедрение которых в образовательный процесс технического вуза способствует становлению профессионально-значимых умений выпускников по направлению подготовки Строительство, реализующихся согласно указанным в федеральных     государственных     образовательных     стандартах профессиональных компетенций.

Объект исследования – профессиональная подготовка студентов специальности 270800 Строительство (квалификация «бакалавр») технического вуза.

Предмет исследования – педагогические условия проектирования компетентностно-ориентированной модели образовательного процесса, технологий и средств становления профессионально-значимых умений, а также графическая деятельность студентов направления подготовки Строительство («бакалавр») технического вуза в процессе их профессиональной подготовки, направленной на становление профессионально-значимых умений.

В основу исследования была положена следующая гипотеза: процесс становления профессионально-значимых умений студентов специальности 270800 Строительство (квалификация «бакалавр») технического вуза в процессе изучения инженерной графики будет эффективным, если:

• -    будут выявлены педагогические условия обеспечения становления профессионально-значимых умений, как основных профессиональных компетенций при изучении инженерной графики студентами направления подготовки 270800 Строительство;

• -    сформирована готовность студентов и преподавателей к практическому применению специальной технологии становления профессионально-значимых умений студентов специальности Строительство при изучении инженерной графики в техническом вузе;

• -    будет разработан и последовательно использован в процессе преподавания инженерной графики учебно-методический комплекс, включающий рабочую программу, учебный план, методические материалы и направленный на становление профессионально-значимых умений у студентов направления подготовки 270800 Строительство;

• -    применена диагностика и мониторинг процесса становления профессионально-значимых умений студентов специальности Строительство при изучении инженерной графики в техническом вузе;

• -    научно обоснована и экспериментально проверена модель обучения, которая обеспечит активное включение студентов в процесс усвоения профессионально-значимых умений, ориентированных на их будущую профессиональную деятельность посредством инженерной графики.

Компетентностный подход в образовании предполагает освоение учащимися умений, позволяющих им в будущем действовать эффективно в ситуациях профессиональной, личной и общественной жизни. Причем особое значение придается умениям, позволяющим действовать в новых, неопределенных, проблемных ситуациях, для которых заранее нельзя наработать соответствующих средств [1].

У каждого, кто связан с системой профессионального образования, неизбежно возникают вопросы: чему, в каком объеме и как учить бакалавра в отведенные на это четыре года? Нужно ли давать бакалавру дисциплины для «образования» или сосредоточить его внимание на дисциплинах, обеспечивающих овладение необходимыми профессиональными компетенциями? Как подготовить бакалавра, способного занять инженерную должность, и готова ли отечественная промышленность воспринять уровень бакалавра как законченное профессиональное инженерное образование [2]?

Выпускник вуза с квалификацией бакалавр должен самостоятельно, быстро и экономно находить и использовать новые научные данные, организовывать новые исследования, пользоваться всеми современными источниками информации, а также видеть, понимать, теоретически обосновывать и практически решать профессиональные задачи, т.е. обладать определенными интеллектуальными и профессиональными компетенциями [3].

Как методология целеполагания компетентностный подход ориентирован на тщательное планирование системы целей и результатов обучения, разработку критериев их достижения и соответствующих процедур контроля, тщательную проработку обеспечения достижения студентами планируемых результатов обучения (компетентностный подход в зарубежной литературе называют также outcomes-based approach — подход на основе результатов). Само собой разумеющимся требованием компетентностного подхода является системность в формировании целей и планируемых результатов обучения; иными словами, применение методологии системного анализа [4].

Под профессиональными компетенциями мы будем понимать способность будущего специалиста эффективно использовать полученные знания, умения, накопленный опыт, установленную у него систему ценностей для результативного решения уже знакомых и незнакомых проблемных трудовых задач.

Согласно Федеральному Государственному Образовательному Стандарту Высшего Профессионального Образования по направлению подготовки 270800 Строительство («бакалавр») по результатам изучения инженерно-графических дисциплин выпускник должен обладать следующими профессиональными компетенциями:

• -    владением 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);

• -    владением основными методами, способами и средствами получения, хранения, переработки информации, навыками работы с компьютером как средством управления информацией (ПК-5);

• -    способностью работать с информацией в глобальных компьютерных сетях (ПК-6) [5].

На первый план выдвигаем формирование информационной компетенции, которая обеспечивает умения и навыки самостоятельно искать, анализировать и отбирать информацию, организовывать, преобразовывать, сохранять и передавать ее.

Что касается термина «профессионально-значимые умения»?

Этот термин мы будем определять как установленный будущим специалистом комплексный способ эффективных профессиональнотехнических действий (решений), доведенных до точного уровня автоматизма, в различных профессиональных ситуациях.

Основная цель курса инженерной графики – выработка знаний и навыков, необходимых студентам направления Строительство для выполнения и чтения технических чертежей строительных объектов, составление конструкторской и технической документации производства изображения аксонометрических проекций детали, чтение сборочных чертежей.

Инженерная графика обеспечивают студентов минимумом фундаментальных инженерно-геометрических знаний на базе которых будущий дипломированный специалист сможет успешно изучать сопромат, основы архитектуры и строительных объектов, металлические, деревянные и железобетонные конструкции, инженерную геодезию и специальные дисциплины, а также овладевать новыми знаниями в области геометрического моделирования, компьютерной графики и др.

Дипломированный специалист по направлению подготовки 270800 Строительство должен знать:

• -    методы построения обратимых чертежей пространственных объектов и зависимостей; изображение на чертеже прямых, плоскостей, кривых линий и поверхностей; способы преобразования чертежа;

• -    методы проецирования и изображения пространственных форм на плоскости проекции;

• -    основные законы геометрического формирования, построения и взаимного пересечения моделей плоскости и пространства, необходимые для выполнения и чтения чертежей зданий, сооружений, конструкций, составления конструкторской документации и деталей;

• -    способы решения на чертежах основных метрических и позиционных задач;

• -    методы построения разверток геометрических поверхностей с нанесением элементов конструкции на развертке;

• -    правила и приемы геометрического и проекционного черчения, виды аксонометрических проекций, коэффициенты искажения по осям;

• -    особенности выполнения архитектурно-строительных чертежей;

• -    современные средства инженерной графики;

• -    возможности использования ресурсов сети Интернет для совершенствования профессиональной деятельности, профессионального и личностного развития.

Дипломированный специалист по направлению подготовки 270800 Строительство должен иметь опыт:

• -    выполнения чертежей строительных чертежей железобетонных и металлических конструкций, составления ведомости деталей и спецификации, выполнения архитектурно-строительных чертежей зданий (план, разрез, фасад). А также опыт выполнения строительных чертежей в компьютерных программах.

Дипломированный специалист по направлению подготовки 270800 Строительство должен иметь представление:

• -    о принципе работы конструкции, показанной на чертеже;

• -    об основных этапах выполнения архитектурно-строительных чертежей зданий, сооружений и конструкций;

• -    о возможностях компьютерного выполнения чертежей и применения системы Интернет в профессиональной деятельности;

• -    о международных стандартах.

Педагогический эксперимент, используемый нами для решения поставленной проблемы и доказательства справедливости гипотезы того, что: процесс становления профессионально-значимых умений студентов направления подготовки 270800 Строительство (квалификация «бакалавр») технического вуза в процессе изучения инженерной графики будет эффективным, если:

• -    будут выявлены педагогические условия обеспечения становления профессионально-значимых умений, как основных профессиональных компетенций;

• -    сформирована готовность студентов и преподавателей к практическому применению специальной технологии становления профессионально-значимых умений студентов направления подготовки Строительство при изучении инженерной графики в техническом вузе;

• -    будет разработан и последовательно использован в процессе преподавания инженерной графики учебно-методический комплекс, включающий рабочую программу, учебный план, методические материалы и направленный на становление профессионально-значимых умений у студентов направления подготовки 270800 Строительство;

• -    применена диагностика и мониторинг процесса становления профессионально-значимых умений студентов при изучении инженерной графики в техническом вузе;

• -    научно обоснована и экспериментально проверена модель обучения, которая обеспечит активное включение студентов направления подготовки Строительство в процесс усвоения профессионально-значимых умений, ориентированных на их будущую профессиональную деятельность посредством инженерной графики.

Анализ состояния изученности проблемы поиска педагогических условий становления профессионально-значимых умений студентов направления подготовки «Строительство» при изучении «инженерной графики» в техническом вузе позволил сделать следующие выводы:

• 1.    Подтверждается актуальность нашего исследования по становлению профессионально-значимых умений студентов направления подготовки 270800 Строительство при обучении инженерной графике. Это объясняется социальным заказом общества, а также теоретико-методической недоработанностью данной проблемы. Все научные идеи и концепции отечественных и зарубежных ученых оказывают воздействие на характер и направленность нашего исследования.

• 2.    Современный этап развития нашего общества требует специалистов технического профиля с уже установленными профессионально-значимыми умениями, способных самостоятельно строить профессиональную деятельность. В связи с этим возникает необходимость перевести процесс обучения на интенсивную основу, используя активные методы обучения, направленные на становление профессионально-значимых умений специалиста строительного профиля, готовя его к качественной профессиональной деятельности в различных информационнопрофессиональных средах современного общества.

• 3.    Современная методика обучения инженерной графике студентов по направлению подготовки 270800 Строительство в СахИЖТ - филиале ДВГУПС г. Южно-Сахалинска строится на новых технологиях конструирования, в которых центральное место занимают элементы компьютерной графики. Использование компьютерных технологий является обязательным условием современного процесса обучения. Мировое признание и лидерство среди графических систем автоматизированного проектирования принадлежит системе САПР.

• 4.    Система становления профессионально-значимых умений студентов направления подготовки «Строительство» при обучении инженерной графике включает в себя цели и задачи становления профессиональных умений; содержание профессионально-значимых умений специалиста, как основы профессиональных компетенций; активизацию графической деятельности студентов; средства профессионального обучения и подготовки будущих специалистов технического профиля; технологии обучения; контроль и оценку результатов становления профессиональнозначимых умений студентов при обучении инженерной графике.

• 5.    Профессионально-значимые умения студентов, обучающихся по направлению подготовки Строительство, эффективно формируются средствами инженерной графики.

• 6.    Профессиональные умения рассматриваются не как самостоятельный класс умений, а как четко определенный круг, качество трудовых (практических) умений, как определяющий компонент модели подготовки специалиста строительного профиля.

• 7.    Особенность профессионально-значимых умений студента строительного профиля заключается в том, что любое из устанавливаемых умений предполагает и высокий уровень владения графической деятельностью.

• 8.    Педагогические условия, методы и средства рассмотренные в рамках предпринятого исследования, позволят качественнее достичь поставленной цели – становление профессионально-значимых умений студентов при обучении инженерной графике студентов по направлению подготовки 270800 Строительство.

В процессе организации практических работ действуем по принципу профессиональной направленности. Например, при изучении темы «Геометрическое черчение», особое внимание будем уделять технике графического построения контуров архитектурных обломов, поскольку этот раздел наиболее актуален при обучении графике студентов специальности 270800 Строительство (рис. 1, 2). При выполнении такой расчетнографической работы формируются основные профессионально-значимые умения:

• - умение четко и аккуратно выполнять чертежи (высокой техники черчения), которое приобретается в процессе практической деятельности;

• -    умение воспринимать оптимальное соотношение частей и целого на основе графических моделей, практически реализуемых в виде чертежей конкретных пространственных объектов;

• -    умение мысленно представлять форму, внешнее и внутреннее устройство предметов и их взаимное положение в пространстве, определять их размеры, исследовать геометрические свойства, присущие изображаемому объекту;

• -    умение выполнять основные геометрические построения строительного характера;

• -    умение выполнять основные построения в программе Kompas 3D.

Рис. 1 Расчетно-графическая работа по теме: «Геометрическое черчение» (Содержание работы: - 1 лист (А3, карандаш): выполнить чертеж архитектурного украшения, складываемого из элементов, называемых архитектурными обломами).

Рис. 2 Расчетно-графическая работа по теме: «Геометрическое черчение»

(Содержание работы: выполнить модель архитектурной вазы в объемном изображении в программе Kompas 3D).

Итак, направляя процесс обучения на становление профессиональнозначимых умений, мы ставим перед собой задачи активизировать процесс усвоения инженерной графики, найти соответствующие средства и технологии. В процессе обучения особое значение уделяем значительному увеличению самостоятельной работы (особенно в аудитории, на практических и лабораторных занятиях), различным формам контроля, индивидуализации обучения, игровым формам обучения, исследовательской работе студентов, использованию современных компьютерных технологий. Необходимо также помнить о поддержании взаимосвязи между графическими дисциплинами и другими предметами.

Процесс становления профессионально-значимых умений студентов направления подготовки «Строительство» средствами инженерной графики оптимизируется при соблюдении комплекса следующих педагогических условий: непротиворечивого взаимодействия всех систем при изучении инженерной графики, учета закономерностей становления профессиональных умений в системе графического образования: психологопедагогических, целевых, технологических, направленных на становление у студентов положительной мотивации к самообразованию в области инженерной графики.

Разнообразие методов обучения, применяемых для повышения эффективности обучения инженерной графике студентов, предполагает необходимость разработки таких педагогических условий, в которых студент, обучающийся по направлению подготовки 270800 Строительство, может активно проявить свою творческую инициативу и в полной мере принять участие как субъект профессиональной деятельности строительной сферы. Выпускник технического вуза, лишенный умения самостоятельно чертить и конструировать, становится как бы «слепым» и теряет 90 % своей работоспособности и продуктивности.

В целом, рассмотрение сущности проблемы в ходе ее практической реализации наглядно показало, что:

• -    становление инженерно-графических умений представляет собой целенаправленный процесс, на который необходимо ориентироваться в процессе обучения студентов специальности 270800 Строительство;

• -    показателем эффективности обучения инженерной графике студентов специальности Строительство технического вуза является: положительная динамика уровня установленности профессиональных инженернографических умений, необходимых в профессиональной деятельности, что подтверждено достоверностью результатов эксперимента; удовлетворенностью его результатами;

• -    для эффективного становления профессиональных умений будущих специалистов сферы «Строительство» важно обращение внимания на компоненты инженерно-графических компетенций: когнитивный, ценностный, мотивационный, деятельностный, наличие которых определяет установленность профессиональных умений студентов;

• -    становление профессионально-значимых умений студентов специальности «Строительство» средствами инженерной графики более успешно осуществляется в рамках компетентностного подхода и реализации разработанного Учебно-методического комплекса дисциплины;

• -    специально разработанные рабочая программа дисциплины «Инженерная графика», методические указания на выполнение РГР отражают специфику профессиональной деятельности будущих специалистов в сфере Строительство;

• -    целенаправленное становление профессионально-значимых умений студентов специальности Строительство в ходе графической подготовки позволяет проводить обучающую деятельность на более высоком профессиональном уровне.