CC BY
49
«Внимание» и «Стабильность») имеет незначительное время восстановления: соответственно 13,402 и 15,463.
Значение удельной эргоемкости (12,6), величина которой зависит как от значений эрго-емкостей функциональных сдвигов, так и от времени работы, при необходимости позволяет
произвести сравнительную количественную оценку различных видов работ между собой.
Таким образом, с помощью компьютерной программы могут быть количественно оценены как общие результаты тренировок, так и отдельные параметры физиологической и психологической подготовки.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Доброборский, Б.С. Безопасность машин и человеческий фактор. [Текст]: Монография / Под ред. док-ра техн. наук, проф. С.А. Волкова / Б.С. Доброборский / СПбГАСУ.— СПб., 2011.- 114 с.
2. Патент РФ №2519576. Способ оценки величины воздействия на организм человека различных на-
грузок [Текст] / Б.С. Доброборский, Е.Н. Кадыски-на.— 2000. Бюлл. № 33.
3. Музыка, Л.П. Энергобезопасность и современный подход к тренажерной подготовке оперативного персонала [Текст] / Л.П. Музыка, С.И. Магид // Надежность и безопасность энергетики.— 2008. № 3.
УДК 387.147:514
И.Б. Афанасьева, Л.И. Димент, О.В. Меркулова
ФОРМИРОВАНИЕ ПРОСТРАНСТВЕННЫХ ПРЕДСТАВЛЕНИЙ СТУДЕНТОВ В ОБУЧЕНИИ НАЧЕРТАТЕЛЬНОЙ ГЕОМЕТРИИ
Высшее образование в условиях необходимости постоянного самосовершенствования специалистов направлено на формирование профессионально-активной личности, обладающей целостной системой знаний и практико-ориен-тированных методов в своей области деятельности. Поэтому на систему образования возлагается большая ответственность за организацию образовательного процесса, обеспечивающего личностное, деятельностное и интеллектуальное развитие учащихся (И.А. Зимняя, В.В. Сериков, А.И. Сурыгин, В.И. Панов, Ю.Г. Фокин, М.А. Холодная, А.В. Хуторской и др.). Специфические черты прикладной геометрии как науки и как учебной дисциплины определяют ее особое положение в ряду базисных направлений развития личности.
Овладение системой научных знаний, эффективная работа во многих видах теоретической и практической деятельности человека неразрывно связаны с умением оперировать пространственными образами, т. е. с развитыми интеллектуальными умениями [1, 2].
М.А. Холодная рассматривает интеллект как общую когнитивную способность [7]. Согласно
Л. Терстоуну, пространственные способности, или пространственный интеллект, пространственный фактор (space factor) — способность оперировать мысленными пространственными образами, схемами, моделями реальности. Она включает в себя два подфактора: скорость и точность распознавания двухмерных объектов; мысленное вращение и преобразование образов в трехмерном пространстве.
В.В. Дружининым в результате анализа соотношений между вербальным (смысловым), пространственным и знаково-символическим факторами в структуре интеллекта был сделан вывод о существовании иерархии в формировании этих факторов в онтогенезе: первая ступень — вербальный интеллект, связанный с усвоением языка, на его основе складывается пространственный интеллект и, наконец, последним по времени проявляется формальный (или знако-во-символический) интеллект [4].
Пространственный интеллект рассматривается учеными как неотъемлемая часть математического мышления, математических способностей. Изучению этих способностей посвящены труды математиков А.Н. Колмогорова, А.Д. Алек-
сандрова и др., психологов А. Бине, Ж. Пиаже, С.Л. Рубинштейна, М.А. Холодной, И.С. Якиманской, педагогов-геометров Г.Д. Глейзера, В.А. Гусева, Э.Г. Гельфман, В.А. Далингера и др.
В современных условиях, когда на первый план вышла компетентностная парадигма высшего профессионального образования, традиционные цели дисциплин геометро-графического цикла — развитие пространственного мышления, творческих способностей к анализу и синтезу пространственных форм и отношений на основе графических отображений, приобретение знаний и умений геометрического моделирования — актуальны и сегодня [6].
В психологии уже давно признано, что необходимым компонентом творческой деятельности в различных областях теории и практики является воображение, обеспечивающее создание новых образов на основе тех, которыми человек уже владеет. Психологический анализ деятельности инженеров-конструкторов, изобретателей, художников, а также закройщиков, монтажников и др., представленный в трудах Б.Ф. Ломова, показал, что в выполнении этих видов профессиональной деятельности существенную роль играет умение оперировать с пространственными представлениями, т. е. пространственное воображение.
Решающим фактором в осуществлении творческой деятельности ученые признают произвольное воображение. Оно выступает как умение оперировать образами, как система умственных действий (П.Я. Гальперин, Б.Ф. Ломов и др.). По словам А.Н. Колмогорова, геометрическое воображение (геометрическая интуиция) играет большую роль в исследованиях, причем независимо от раздела математики.
Обогащение умственного опыта учащихся пространственными образами различных видов, а также развитие способности к конструированию пространственного образа — одна из важнейших задач и необходимая предпосылка успешного обучения начертательной геометрии и инженерной графике.
Исследование педагогических условий для развития пространственного интеллекта и формирования пространственных представлений студентов и школьников средствами геометро-графических дисциплин представлено в фундаментальных трудах Б.Ф. Ломова, А.Д. Ботвин-никова, Н.Ф. Четверухина, а также в работах
И.А. Ройтмана, В.Н. Виноградова, А.А. Чекма-рева, Н.Н. Зепновой и др.
Учет психологических особенностей пространственных представлений учащихся и закономерностей их развития может качественно обогатить методику обучения и позволить более правильно и в короткие сроки решить различные практические задачи [1].
Три основные категории знаний о пространстве (о форме, протяженности, направлении) учащиеся получают еще в школе. Формирующиеся на их основе различение и представление учащихся об отдельных предметных и геометрических формах, о величине как протяженности по высоте, длине и ширине и направлениях по сторонам своего тела являются простейшими пространственными представлениями.
К сложным пространственным представлениям, образующимся на основе синтеза, относятся: синтез различных пространственных соотношений между собой, связь их с количественным или временным представлением; все представления, связанные с изучением метрических мер и определением пропорций; геометрические, географические, топографические и т. п. представления.
Формирование простых и сложных пространственных представлений в процессе обучения требует создания определенных условий в педагогическом процессе:
1) накопления учащимися разнообразного опыта различения пространственных признаков и отношений;
2) приобретения ими знаний о пространстве в единстве с практикой различения тех или иных пространственных признаков и отношений;
3) накопление учащимися опыта в произвольном использовании пространственных представлений в мыслительной деятельности при решении различного рода задач.
К сожалению, указанные условия не всегда обеспечиваются в педагогическом процессе, что отрицательно сказывается на развитии пространственных представлений у школьников. В результате они сталкиваются с большими трудностями при изучении начертательной геометрии в вузе.
В данной работе мы рассматриваем важнейшие аспекты формирования пространственных представлений: развитие пространственных представлений (отношений, связей) в обучении
и совокупность педагогических условий для решения поставленной задачи.
Ступени развития пространственных отношений
По мнению Б.Ф. Ломова, формирующую роль в развитии пространственного воображения играет опыт чувственного первосигнально-го анализа и синтеза пространственных особенностей предмета, накапливаемый в процессе выполнения практической деятельности [5].
В результате исследований путей формирования пространственного интеллекта личности учеными были выделены ступени развития пространственных отношений, для характеристики которых используют следующие показатели [4, 5, 7]:
1. Уровень различения (дифференцирован -ность пространственных признаков и отношений — общее развитие пространственных представлений).
В восприятии учащиеся узнают и различают признаки, но словесно их не отождествляют. Таким образом, образуется разрыв между образом и словом, который отражает неполноту взаимодействия между первой и второй сигнальными системами. Использование терминов для определения пространственных отношений требует определенной стимуляции, поскольку учащиеся затрудняются объяснять свои действия. Необходимы специальные вопросы, примеры или другие побуждения к поискам словесных выражений и грамотному применению терминов.
2. Уровень использования словесного обозначения пространственных признаков и отношений (устанавливается полное соответствие между представлением и значением слова, учащиеся начинают активно пользоваться словесными выражениями пространственных отношений).
3. Уровень синтеза и связи пространственных отношений и количественных и временных-представлений.
4. Уровень включения самого пространственного представления в мыслительную деятельность учащихся.
Согласно концепции Б.Ф. Ломова, представление — обобщенный целостный образ, в котором зафиксировано соотношение «конструктивных элементов» объекта. Редукция компонентов этого образа — как бы «оборотная
сторона» обобщения, его необходимое следствие [5]. Практические действия играют формирующую роль в развитии пространственного воображения не потому, что, выполняя их, человек начинает все более точно их представлять, а потому, что практические действия обеспечивают тонкий чувственный анализ особенностей объекта действия и его изменений в процессе манипулирования, т. е. обеспечивают формирование структурированного и дифференцированного образа.
В познавательной деятельности личности познание и мышление непрерывно переходят одно в другое и взаимно обусловливают друг друга. Таким образом, наглядно-действенное и наглядно-образное мышление являются базой для формирования практического и наглядно-чувственного опыта. На их основании развивается отвлеченное мышление, которое становится фундаментом для формирования мышления в форме абстрактных понятий [4].
Само умственное действие в пространственном воображении выступает как обобщенный способ преобразования представлений. Субъект может деформировать, расчленять образ, комбинировать заново части, не представляя того конкретного способа, которым это выполняется практически. Разумеется, такой обобщенный способ формируется в опыте практической деятельности.
Поскольку в процессе зрительного восприятия отчетливо проявляются индивидуальные особенности развития пространственных представлений учащихся — одни легко схватывают общую форму предметов, другие лучше видят его части, то дифференцированные задания по начертательной геометрии создают условия для более напряженной тренировки пространственных представлений студентов.
Совокупность педагогических условий для формирования пространственных представлений
Методика обучения основам проекционного моделирования (начертательной геометрии) основана на отказе от опоры на наглядные изображения при выполнении эпюров. Задача преподавателя — обучить студентов сознательному приему мысленного представления объекта в проекциях (до изображения на эпюре), т. е. об-
учение учащихся созданию образа воображения. С этой целью разработана специальная методика обучения, которая предусматривает объяснение студентам принципа проецирования с использованием наглядных средств: визуальных моделей, трехгранного угла, изображений плоскостей проекций при помощи электронных средств или на доске — с постепенным отказом от них и заменой реальных действий мысленными. В результате это приводит к тому, что расчлененные во времени действия объединяются в единый акт и осуществляется полный переход к непосредственному представлению проекций и оперированию ими. Таким образом, схематически процесс формирования навыков выполнения эпюра требует: от преподавателя — показа приема, подведения его к осознанию, обучения мысленному составлению проекций и организации переноса; от студентов — усвоения показанного приема, его осознания, умственного выполнения, что приводит в итоге к автоматизации приема. Надо отметить, что здесь также наблюдается переход от «внешних» действий к мысленным (но сами «внешние» действия иные — они базируются не на манипуляциях с каким-либо предметом, а на принципиальных основах метода проекций) и утверждается необходимость оперирования представлениями. В этом процессе можно отметить большую роль динамического момента пространственного воображения, поскольку именно эта сторона пространственного представления наиболее затруднительна для учащихся [3].
В ходе опытно-экспериментальной работы, проведенной в течение нескольких лет, нами проверялась гипотеза: способствует ли изучение курса начертательной геометрии формированию пространственных представлений студентов? В эксперименте приняли участие студенты машиностроительных специальностей (47 чел.), изучавшие начертательную геометрию в первом семестре, и студенты немашиностроительных специальностей (42 чел.), начавшие изучение цикла геометро-графических дисциплин с инженерной графики. Также был произведен психолого-педагогический анализ учебно-познавательной деятельности указанных групп студентов.
Для определения степени сформированно-сти пространственных представлений нами была использована методика Б.Ф. Ломова, по которой
участникам эксперимента предлагалось произвести ментальные действия с плоскими геометрическими фигурами (мысленно сложить, свернуть, разрезать, развернуть), далее — зарисовать на бумаге получившийся мысленный объект. Индикаторами служили правильность изображения и скорость проведения ментальных пространственных преобразований.
Проведенное исследование подтвердило гипотезу: по степени сформированности пространственных представлений показатели студентов машиностроительных специальностей в целом оказались выше (высокий, средний и низкий уровень сформированности), у студентов немашиностроительных специальностей — средний и низкий уровень.
Обобщенные результаты опытной работы, наблюдений, психолого-педагогического анализа учебно-познавательной деятельности представлены в таблице.
В результате анализа теоретической, научно-методической и психолого-педагогической литературы, а также эксперимента и собственного педагогического опыта, мы пришли к выводу, что для решения указанной проблемы необходимо обеспечение совокупности педагогических условий, включающей:
1) многоуровневость содержания учебной деятельности — разные аспекты учебной информации должны быть ориентированы на различные типы познавательного опыта учащихся, а также на различные компоненты в структуре познавательного опыта каждого студента [1, 2, 7];
2) учет психологических особенностей пространственных представлений учащихся и закономерностей их развития; учет когнитивно-стилевых особенностей студентов в обучении [1, 4, 7];
3) разработку и применение системы дидактического обеспечения, реализующей поставленную задачу средствами учебной дисциплины, поскольку формирование пространственных представлений должно осуществляться в неразрывной связи с изучением содержания дисциплины; необходимые учебная информация и формы ее предъявления должны иметь четкую направленность на определенные модальности ментального опыта личности [7, 8];
4) интенсификацию обучения (как инновационными, так и традиционными средствами)
Сравнительный анализ учебно-познавательной деятельности студентов машиностроительных и немашиностроительных специальностей
№ п/п Студенты машиностроительных специальностей Студенты немашиностроительных специальностей
I. Ментальные проблемы в учебно-познавательной деятельности
1 Испытывают затруднения в операциях синтеза и связи пространственных отношений Имеют значительные трудности в операциях синтеза и связи пространственных отношений
2 Испытывают незначительные затруднения в мысленном преобразовании пространственных объектов Испытывают значительные затруднения в мысленном преобразовании пространственных объектов и мысленном манипулировании реальными объектами
3 Имеют устойчивые навыки в различении пространственных геометрических объектов, их признаков и отношений Недостаточный опыт различения геометрических объектов, их признаков и отношений
4 Испытывают минимальные трудности в понятийной сфере, использовании геометрических понятий и терминов на практике Испытывают значительные трудности в понятийной сфере, использовании геометрических понятий и терминов на практике
5 Частные трудности в переходе с образного, геометрического языка на язык знаково-сим-волический (графический) Значительные затруднения в переходе с образного, геометрического языка на язык знаково-сим-волический (графический)
II. Дидактические проблемы в учебно-познавательной деятельности
1 Не имеют проблем в соотнесении реальных объектов с их плоскими проекционными моделями Имеют некоторые проблемы в соотнесении реальных объектов с их плоскими проекционными моделями
2 Устойчивые умения в оперировании проекционными моделями на плоскости чертежа, в обеспечении проекционной связи, при этом возможны частные случаи нарушения проекционной связи Недостаточная сформированность умений в оперировании проекционными моделями на плоскости чертежа, в обеспечении проекционной связи
3 Недостаточная сформированность графических навыков и частные трудности в отражении информации на чертеже Недостаточная сформированность графических навыков и трудности в отражении информации на чертеже
4 Трудности в восприятии и воспроизведении геометро-графической информации (чтение чертежа) Трудности в восприятии и воспроизведении геометро-графической информации (чтение чертежа)
5 Недостаточность умении при работе с теоретическим и справочными источниками. Недостаточность умении при работе с теоретическим и справочными источниками.
III. Психологические проблемы в учебно-познавательной деятельности
1 Частные проявления психологических состояний напряженности, связанных с неуверенностью в собственных интеллектуальных возможностях, отсутствие состояний тревожности Проявления состояний напряженности, связанных с неуверенностью в собственных интеллектуальных возможностях; проявление состояний тревожности как реакция на новую учебную деятельность
2 Мотивация к изучению дисциплины как средству обеспечения профессионально-важного качества специалиста (пространственного воображения) Слабая мотивация к изучению дисциплины, и как следствие, отсутствие интереса
и углубленная подготовка студентов именно в области теории поверхностей и геометрических преобразований, что крайне важно в условиях ФГОС ВПО при сокращении часов на изучение дисциплин геометро-графического цикла, в частности начертательной геометрии.
В качестве заключения отметим, что пространственные представления как разновидность образного мышления обеспечивают создание не только образов объектов, но и системы образов, и оперирование ими в процессе решения задач. Умение мыслить в этих системах и характеризует пространственный интеллект индивидуума.
Формирование пространственных представлений обеспечивается средствами учебных дисциплин (начертательная геометрия, математика), средствами геометрического моделирования (прикладная геометрия, инженерная и компьютерная графика), далее развивается и совершенствуется в освоении специальных дисциплин проектно-конструкторского цикла. Таким образом, обогащение интеллектуального ресурса личности умениями оперировать пространственными образами отвечает задаче высшего профессионального образования — воспитанию высокоинтеллектуального, творческого, а значит, и конкурентноспособного специалиста.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Афанасьева, И.Б. Формирование интеллектуальных умений в обучении [Текст] / И.Б. Афанасьева // Научно-технические ведомости СПбГПУ. Серия: Наука и образование.— 2010. № 4 (110).— С. 349-356.
2. Афанасьева, И.Б. Формирование пространственных представлений в обучении [Текст] / И.Б. Афанасьева // Фундамент.исслед. и инновации в техн. ун-тах: Матер. ХШ Всерос.конф. по проблемам науки и высшей шк.— СПб, 13 мая 2009. — СПб: Изд-во СПбГПУ, 2009.— С. 203-204.
3. Ботвинников, А.Д. О нерешенных вопросах в теории и практике обучения основам проецирования [Текст] / А.Д. Ботвинников // Обучение основам проецирования. Пособие для учителей (из опыта работы) / Сост. А.Д. Ботвинников.— М.: Просвещение, 1975.— 191 с.
4. Дружинин, В.Н. Психология общих способ-
ностей [Текст] / В.Н. Дружинин.— СПб.: Питер, 2000.— 368 с.
5. Ломов, Б.Ф. Опыт экспериментального исследования пространственного воображения [Текст] / Б.Ф. Ломов // В кн.: Проблемы восприятия пространства и пространственных представлений.— М., 1961.— С. 158-162.
6. Покровская, М.В. Инженерная графика: панорамный взгляд (научно-педагогическое исследование) [Текст] / М.В. Покровская.— М.: Изд-во «Исследовательский центр проблем качества подготовки специалистов», 1999.— 137 с.
7. Холодная, М.А. Психология интеллекта. Парадоксы исследований [Текст] / М.А. Холодная.— СПб.: Питер, 2002.— 272 с.
8. Хуторской А.В. Современная дидактика. [Текст] / А.В. Хуторской.— СПб.: Питер, 2001.— 544 с.
УДК 621.01:378.147
В.А. Дьяченко
УСЛОВИЯ ПОДГОТОВКИ КОНСТРУКТОРОВ-МАШИНОСТРОИТЕЛЕЙ ШИРОКОГО ПРОФИЛЯ
Сегодня, когда ушли в прошлое многие крупные конструкторские бюро, проектно-конструк-торские школы и отраслевые проектные организации , а с ними — и известные промышленные предприятия, потребность в квалифицированных конструкторах-машиностроителях нового типа на сохранившихся и вновь созданных ма-
лых и средних предприятиях становится все более ощутимой. По поводу острой нехватки конструкторов-машиностроителей бьют тревогу многие предприятия Санкт-Петербурга, Великого Новгорода и других городов. Ведь хорошо известно, что экономическое благополучие любой промышленно развитой страны в конечном
