CC BY
60
НАУЧНОЕ ИЗДАНИЕ МГТУ ИМ. И. Э. БАУМАНА
НАУКА и ОБРАЗОВАНИЕ
Эл № ФС77 - 48211. ISSN 1994-0408
приложение
Об опыте преподавания курса "Инженерная графика" студентам технического университета на основе принципов когнитивной технологии
# 12, декабрь 2014
1 * 1 Лунина И. Н. ' , Покровская М. В.
УДК: 744.4
1Россия, МГТУ им. Баумана ' Lunina.lin-^y ajidex.ru
Конструирование модели образования XXI века делает акцент на новом качестве высшего образования, подразумевая, что вектор инноваций направлен на личностно-ориентированное обучение, на переход от традиционного репродуктивного обучения к творческому, на совершенствование педагогических технологий.
Образование как процесс передачи знаний, умений, навыков, социально-культурного опыта появилось на заре цивилизации, когда начали накапливаться сами знания, умения и системы ценностей. Это была традиция культуры образца, непосредственной передачи объективного знания от отца к сыну, от мастера-учителя к ученику. И, вероятно, не случайно корнем слова образование является "образ", так как изначально передача знаний шла через модель объекта, в том числе и через графическую модель, поскольку язык графики является одним из древнейших и наиболее универсальных языков человеческой коммуникации [1].
Школы античности, в которых знания передавались большому числу учеников, придали образованию характер специализированной деятельности, ввели традиции культуры слова с доминирующей ролью Учителя как носителя знаний.
Появление книгопечатания в Европе в 40-х годах XV века обусловило переход к новому этапу - книжной культуре. Книжное образование постепенно вытесняло традиционную форму личного контакта, положив начало массовому образованию. При этом возникали ростки новой науки - дидактики, формировался новый облик учителя, переводившего научные истины в доступную для обучения форму учебников.
Возникновение и стремительное развитие информационно-коммуникационных технологий, позволяющих запоминать, хранить, передавать, преобразовывать информацию, приводит к созданию новой образовательной парадигмы XXI века - информационной
культуре. При этом неограниченно возрастает возможность познавательной самостоятельности учащихся, изменяется и роль учителя. Он становится для обучаемых не только носителем предметных знаний, но "лоцманом" в море информации, помогающим отобрать нужную информацию, логически осмыслить ее и эффективно использовать в профессиональной деятельности, что отвечает компетентностным принципам современного образования.
Инженерная графика - одна из базовых учебных дисциплин фундаментального инженерного образования. Язык графики, требующий незначительного объема вербального сопровождения, имеет большое значение для будущих выпускников Университета, и особенно для студентов с ограниченными возможностями здоровья по слуху в профессиональном, социальном (для коммуникации и понимания) и в личностном плане (для развития творческого мышления, повышения конкурентоспособности на рынке интеллектуального труда), а также при освоении других учебных дисциплин.
Общими трудностями всех первокурсников при освоении инженерной графики являются: стремительно расширяющийся объем знаниевого поля, тенденция к постоянному сокращению учебного времени на предметные дисциплины, снижение уровня учебной готовности студентов (в том числе, и геометро-графической), отсутствие навыков работы с учебной и справочной литературой, клиповое мышление [2].
Опыт работы показал, что наиболее эффективным путем для понимания и усвоения студентами содержания курса "Инженерная графика" является опора на принципы когнитивной технологии обучения, формирующей информативную компетентность обучающихся [3]. Когнитивные технологии обучения (КТО) предусматривают использование приемов и способов, направленных на эффективное понимание учащимися содержания дисциплины, логическую переработку учебной информации, развитие речемыслительной деятельности и креативных способностей студентов для профессиональной и социальной адаптации.
В результате многолетней работы в МГТУ им. Н.Э. Баумана авторами был создан и внедрен в учебный процесс образовательно-реабилитационный комплекс (ОРК) по инженерной графике для студентов с ограниченными возможностями здоровья по слуху. Специфика предметного содержания дисциплины "Инженерная графика" предоставляет широкие возможности для применения приемов КТО.
В данной статье остановимся на основных особенностях когнитивной технологии, на которые мы опирались при разработке и внедрении ОРК в учебный процесс:
- специальная структура организации занятий;
- формы представления новой учебной информации (декларативная информация);
- реализация деятельностной составляющей учебного процесса (процедурная информация);
- формы организации контроля с целью личностно-ориентированной коррекции приобретаемых знаний и навыков;
- организация научно-практической деятельности студентов.
Когнитивная технология обучения предусматривает модульную структуру занятий, где модуль представляет совокупность различных видов учебных занятий, объединенных общей учебной тематикой [4], и имеет блочную структуру, включающую: входной контроль, изучение новой информации, закрепление ее на практикумах и в домашних заданиях, текущий контроль (мониторинг), коррекцию и результирующий контроль, что позволяет обеспечить специальные индивидуальные образовательные потребности студентов.
Входной контроль проводится с целью диагностики исходного состояния студентов, что дает возможность определить уровень их учебной готовности: уровень геометро-графической подготовки, уровень когнитивной готовности (вербального и пространственного интеллекта) и степень выживаемости знаний. Этот контроль проводится по специализированным учебным картам, содержащим графические и вербальные задания.
Когнитивный аспект ОРК в декларативном информационном блоке четко проявлен в приемах, направленных на повышение содержательной доступности дисциплины:
- систематизация информации, как при изложении теоретического материала, так и в специальных учебных заданиях (сведение информации в таблицы, граф-схемы, устанавливающие причинно-следственные связи);
- алгоритмизация, представляющая систему последовательных действий и операций в виде цепочки умозаключений и дающей возможность когнитивной самостоятельности при применении общих подходов к решению частных задач;
- преобразование информации, что дает возможность перекодировки технических текстов (вербальных / графических / символьных) [5]. Например, теорему начертательной геометрии о проецировании параллельных прямых можно представить в следующих вариантах:
- вербальная запись теоремы:
если в пространстве прямая а параллельна прямой Ь, то на чертеже горизонтальная проекция а' параллельна горизонтальной проекции Ь', а фронтальная проекция а" параллельна фронтальной проекции Ь'';
- графическое представление теоремы:
X
символьная запись теоремы:
а || Ь ^ а' || Ь' л а'' || Ь''
Одной из отличительных особенностей ОРК, отвечающей мировым тенденциям образования, является использование информационно-коммуникационных технологий (ИКТ) на всех этапах процесса обучения [6]. Современные ИКТ позволили организовать эффективный учебный процесс по методике, применяемой в МГТУ им. Н.Э. Баумана, при этом авторский коллектив получил диплом победителей в открытом конкурсе «Истории успеха», организованном для преподавателей, использующих в учебном процессе продукты фирмы Autodesk.
При изложении содержания учебного материала применяется оригинальная авторская методика, суть которой состоит в использовании раздаточного материала (рабочих тетрадей), в которых дана канва (вербальная и графическая) с "карманами" для заполнения их студентами по мере объяснения и понимания теоретического материала. Возможности графической системы AutoCAD позволяют вести работу "в слоях", обеспечивая динамику последовательности записи вербальных и символьных высказываний и графических построений с помощью современного мультимедийного оборудования. По мере изложения учебного материала его электронная версия предоставляется студентам для самостоятельной поэтапной проработки с целью обеспечения понимания, сохранения в долговременной семантической памяти и в соответствии с индивидуальными возможностями усвоения информации.
Блок процедурной информации предназначен для претворения полученных теоретических знаний в умения и навыки, направлен на развитие пространственного и вербального интеллекта, на формирование информационной компетентности, при этом приемы когнитивной технологии помогают в усвоении входящей информации каждым студентом.
Развитие пространственного интеллекта - одна из основных задач дисциплины "Инженерная графика" с целью формирования проектного творческого мышления, реализуется на базе работы с материальными и виртуальными геометрическими моделями, созданными, в том числе, и силами самих студентов в рамках студенческой научно-технической работы. Навыки проектной работы приобретаются при создании графической и текстовой технической документации как в ручном режиме (эскизы и технические рисунки), так и с помощью графических систем. При этом тренировка тонкой моторики при выполнении графических работ способствует лучшему запоминанию учебного материала и развитию речемыслительной деятельности.
Развитие вербального интеллекта осуществляется на базе формирования понятийного аппарата в предметной области при работе с научно-технической литературой, справочными материалами ЕСКД, когда отрабатываются навыки поисковой работы и устанавливаются логические связи между порциями информации, полученной из разных источников, что отвечает требованиям обеспечения информационной доступности.
Информационная компетентность в области инженерной графики подразумевает сформированность:
- поисковых умений (поиск и отбор предметной информации в учебной и научно-технической литературе, в технических справочниках, в Интернете);
- умения читать и разрабатывать графическую и текстовую конструкторскую документацию;
- умения осуществлять краткую структурированную запись изучаемого материала;
- умения пользоваться современными техническими и программными средствами;
- умение представлять результаты выполненных работ.
Процедурный блок реализуется на практических занятиях, лабораторных работах и при выполнении домашних заданий. При этом используются различные средства визуализации информации: раздаточный материал в виде рабочих тетрадей (печатный и электронный варианты), физические и виртуальные модели, демонстрационные видеоматериалы и др.
Текущий контроль, проводимый с помощью системы тестов, охватывающих всю предметную область, позволяет осуществлять диагностику усвоения содержания и переработки изложенной учебной информации для последующей коррекции приемов ее понимания и сохранения в долговременной семантической памяти.
Коррекция усвоения учебного материала проводится с помощью специально разработанных учебных карт различного уровня сложности с целью создания условий для обучения в соответствии с индивидуальными образовательными траекториями.
Результирующий контроль направлен на выявление, с одной стороны (для студентов), соответствия полученных знаний и умений требуемым компетенциям, а с другой (для преподавателей) - необходимости внесения корректив в дидактические материалы.
Научно-практическая деятельность студентов базируется на приобретенных знаниях и умениях и реализуется в виде участия в ежегодных научных студенческих конференциях. Работа по подготовке докладов и выступлений дает студентам дополнительные навыки методики сбора, анализа и структурирования информации по заданной проблеме, умение использовать возможности информационно-коммуникационных технологий при формирования презентаций, опыт публичных выступлений. Это оказывает огромное положительное влияние на формирование профессиональных и общекультурных компетенций данного контингента студентов. Так, за прошедшие 20 лет со времени основания ГУИМЦ - Головного учебно-исследовательского и методического центра профессиональной реабилитации лиц с ограниченными возможностями здоровья (инвалидов по слуху) [6] более 100 плохослышащих студентов приняли участие в научно-практической работе, подготовив доклады и выступления на ежегодных студенческих конференциях.
Одной из важнейших задач когнитивной технологии обучения студентов в вузе является профессиональное ориентирование, которое, например, для плохослышащих студентов МГТУ им. Н.Э. Баумана, осуществляется различными путями, в том числе, на материале специально подготовленных демонстрационных лекций об истории графики в контексте мировой культуры, презентаций, демонстрирующих межпредметные связи при решении задач из различных областей науки и техники с помощью аппарата начертательной геометрии и инженерной графики.
Выводы
В результате многолетней работы со студентами ГУИМЦ МГТУ им. Н.Э. Баумана был разработан образовательно-реабилитационный комплекс (ОРК) по инженерной графике, основанный на принципах когнитивной технологии образования.
Внедрение ОРК в учебный процесс обеспечило повышение содержательной и информационной доступности дисциплины.
Применение принципов когнитивной технологии на всех этапах учебного процесса способствовало развитию познавательной самостоятельности студентов и их креативных способностей, что нашло отражение в их учебной и научно-практической работе.
Список литературы
1. Покровская М. В. Инженерная графика: панорамный взгляд (научно-педагогическое исследование). - М.: Исследовательский центр проблем качества подготовки специалистов, 1999. 138 с.
2. Лунина И.Н., Покровская М.В., Резчикова Е.В. Об опыте интеграции педагогических технологий в техническом университете. // Высшее образование в России. №2 / 2013. С. 90-95.
3. Лунина И.Н., Покровская М.В. Применение когнитивной технологии в курсе "Инженерная графика" при интегрированном обучении плохослышащих студентов в техническом университете // Международная научно-практическая конференция "Тенденции формирования науки нового времени": сб. статей в 4 ч. Ч.2. Уфа: РИЦ БашГУ, 2014. С. 140-143.
4. Бершадский М.Е. Когнитивная технология обучения: теория и практика применения / Серия: Библиотека журнала "Директор школы", Директор+, Эксперт, Издатель: Издательская фирма "Сентябрь", Москва, 2011. 256с.
5. Покровская М.В. Анализ языка графики с позиций лингвистики // Международная научно-практическая конференция "Актуальные вопросы развития науки ": сб. статей в 6 ч. Ч.3. Уфа: РИЦ БашГУ, 2014. С. 164-167.
6. Лунина И.Н., Покровская М.В., Станевский А.Г. Об опыте преподавания инженерной графики студентам-инвалидам по слуху в образовательно-реабилитационной среде университета // Известия высших учебных заведений. Машиностроение. 2012. Специальный выпуск "Фундаментальные проблемы создания и поддержки высокотехнологичных производств". С.100-103.
