К вопросу о проектировании содержания вузовских учебных дисциплин с учетом региональной политики в сфере образования Текст научной статьи по специальности «Науки об образовании»

Чиркова Л.Н.1, Глотова А.Г.2

1 Северный арктический федеральный университет им. М.В.Ломоносова, к.п.н., доцент кафедры экспериментальной математики и информатизации образования института математики, информационных и космических технологий, 1пог @yandex. т

2 Северный арктический федеральный университет им. М.В.Ломоносова, старший преподаватель кафедры информатики и информационной безопасности института математики, информационных и космических технологий a.glotova@narfu . т

К ВОПРОСУ О ПРОЕКТИРОВАНИИ СОДЕРЖАНИЯ ВУЗОВСКИХ УЧЕБНЫХ ДИСЦИПЛИН С УЧЕТОМ РЕГИОНАЛЬНОЙ ПОЛИТИКИ В СФЕРЕ ОБРАЗОВАНИЯ

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА

Электронный дистанционный курс, дистанционные образовательные технологии, развитие Арктических территорий, содержание образования, строительные специальности, компьютерная графика.

АННОТАЦИЯ

В статье обсуждается проблема проектирования нового содержания образования в условиях информатизации и наполнение его, наряду со стандартным содержанием, соответствующим требованиям ФГОС ВПО, дополнительным контентом, отражающим специфику Арктического региона.

Организационной основой государственной политики в области образования в Российской Федерации является Федеральная целевая программа развития образования, основной целью которой является обеспечение условий для эффективного развития российского образования, направленного на формирование конкурентоспособного человеческого потенциала. Программа нацеливает на решение задачи достижения высокого стандарта качества содержания и технологий для всех видов образования, необходимость диверсификации системы профессионального образования, отвечающей требованиям рынка труда и потребностям инновационной экономики как в части образовательных программ, так и в части условий и материально-технического оснащения процесса обучения. Программа определяет приоритетные "точки роста" конкретные механизмы участия субъектов образовательной деятельности в реализации приоритетных направлений развития образования [1].

Вместе c тем в каждом регионе законодательная власть принимает свои региональные программы развития образования и намечает мероприятия, направленные на достижение целей и задач государственной программы на уровне конкретных регионов, муниципалитетов и образовательных организаций [2].

Например, региональная целевая программа развития образования на территории Архангельской области регламентирует мероприятия по совершенствованию управления системой образования в регионе, утверждает государственный региональный заказ в профессиональных образовательных организациях, осуществляющих образовательную деятельность по имеющим государственную аккредитацию образовательным программам, который формируется на основе прогноза социально-экономического развития в Арктическом регионе, демографической ситуации в регионе, состояния рынка труда Архангельской области, текущей и перспективной потребности организаций в кадрах и образовательной потребности жителей Архангельской области.

Ключевым событием в Архангельской области стало создание в 2010 году Северного (Арктического) федерального университета (САФУ) им. М.В. Ломоносова, который призван обеспечить интересы Северо-Западного федерального округа и Арктики, с развитием которой Россия связывает свое будущее. Это связано с исключительно важным для страны геополитическим значением Арктики, занимающей более одной трети ее территории, а также наличием значительных запасов природных ресурсов.

Целью развития университета является обеспечение инновационной научной и кадровой поддержки защиты геополитических и экономических интересов России в Арктике путем

создания системы непрерывного профессионального образования, интеграции образования, науки и производства [3]. Потребности государства в развитии Арктических территорий определяют выбор следующих приоритетных направлений развития университета:

- высокотехнологические наукоемкие отрасли и производства;

- развитие инфраструктуры Европейского Севера России и Арктики;

- комплексное использование биоресурсов;

- развитие северной (полярной) медицины и здравоохранения;

- защита и сохранение окружающей среды;

- социально-гуманитарная сфера Европейского Севера России и Арктики.

Для достижения указанных целей необходимо решить множество задач, одной из которых является осуществление образовательной деятельности в соответствии с мировыми тенденциями информатизации общества и интересами России в Арктике, а также обеспечения конкурентоспособности образовательного процесса. Одним из основных направлений развития информатизации образования является реализация возможностей информационных и коммуникационных технологий для подготовки специалистов в контексте мировой экономики и политики, связанной с освоением северных территорий, инициируется повсеместное применение дистанционных образовательных технологий (ДОТ). В связи с этим становится особенно актуальным вопрос подготовки специалистов для работы в условиях Крайнего Севера с использованием информационных и коммуникационных технологий, включая дистанционные. В свою очередь для качественной подготовки специалистов необходимо постоянно актуализировать содержание образования и технологии обучения, а значит, требуется решение проблемы проектирования нового содержания образования в условиях информатизации и наполнение его, наряду со стандартным содержанием, соответствующим требованиям ФГОС ВПО, дополнительным контентом, отражающим специфику региона.

Для решения проблемы подготовки кадров, готовых работать в Арктическом регионе, в САФУ имени М.В. Ломоносова осуществляется подготовка специалистов с использованием различных форм обучения. Специалисты, работающие в удаленных и труднодоступных промышленно-хозяйственных районах Арктики, должны иметь возможность строить инфраструктуру, обеспечивающую комфорт и безопасность жизнедеятельности, на основе новых знаний, содержащихся в программах их подготовки с учетом арктического компонента содержания образования.

Среди множества профессий, способных укрепить национальные интересы России в Арктическом регионе наиболее востребованной является профессия строителя. Новые стандарты строительства, позволяющие обеспечить проектирование и строительство зданий и сооружений для комфортного и безопасного проживания в арктическом регионе, выдвигают на первый план проблему, связанную с потребностью в подготовке высококвалифицированных, востребованных на международном уровне инженеров строительных направлений подготовки с учетом специфики их работы в экстремальных природно-климатических условиях Арктики.

Рассмотрим как осуществляется процесс проектирования арктического компонента содержания образования на примере одной из основных для строителей учебных дисциплин. Одним из содержательных компонентов в подготовке строителей является формирование инженерно-конструкторской компетентности. Современный инженер-строитель должен уметь моделировать и конструировать объекты, работать с графическими пакетами прикладных программ и системами автоматизированного проектирования, а значит, в совершенстве владеть средствами компьютерной графики. Обучение компьютерной графике — одного из важнейших направлений использования персонального компьютера, рассматривается на сегодняшний день как важнейший компонент образования. Достижения в области ИКТ и бурное развитие компьютерной графики актуализируют вопросы подготовки специалиста в области представления информации в виде графических образов чертежей, схем, рисунков, эскизов, визуализаций, виртуальных миров и т.д.

Таким образом, компьютерная графика как сфера научных знаний, охватывающих технологии (инструментарий, методы, средства) создания компьютерных двухмерных и трехмерных изображений различного характера, является профессионально ориентированной дисциплиной, играющей важную роль в развитии инженерно-конструкторской компетентности, служащей индикатором профессиональной состоятельности специалиста — строителя.

Анализ рабочих учебных программ по компьютерной графике в САФУ имени М.В. Ломоносова, показал, что в них содержатся только базовые знания, обозначенные ФГОС ВПО, но до

сих пор остается вне поля зрения разработчиков учебных программ по дисциплине «Компьютерная графика» специфика подготовки будущих строителей для работы в районах Крайнего Севера. Вместе с тем изучение научно-методической литературы по вопросам подготовки студентов строительных специальностей, показал, что в ней недостаточно уделено внимания формированию профессиональных компетенций будущих строителей в области компьютерной графики с учетом специфики проектирования зданий и сооружений в условиях Арктического региона.

Рассмотрим более подробно этапы деятельности разработчика, направленные на достижение желаемых результатов и обеспечение актуальным содержанием электронного дистанционного курса (далее ЭДК) по дисциплине «Компьютерная графика».

На первом этапе разработки контента ЭДК проводится анализ ФГОС ВПО по направлению подготовки 270800 Строительство (квалификация «бакалавр»), основной образовательной программы САФУ им. М.В.Ломоносова, рабочей программы учебной дисциплины «Компьютерная графика, который позволил выявить отсутствие специальных профессиональных компетенций (СПК) для осуществления производственной деятельности в условиях Арктического региона в основной образовательной программе по данному направлению подготовки. В соответствии с этим мы предлагаем расширить имеющийся перечень компетенций введением дополнительной специальной профессиональной компетенцией (СПК), а именно проектирование промышленных и гражданских зданий и сооружений с учетом климатических условий Арктики. Для формирования данной компетенции у бакалавров строительных направлений подготовки необходимо дополнить содержание ЭДК арктическим компонентом.

На втором этапе в соответствии с целями обучения и рабочей программой по дисциплине «Компьютерная графика» для бакалавров строительных направлений подготовки отбирается конкретный учебный материал, учитывающий специфику проектирования и строительства зданий и сооружений для комфортного проживания в Арктическом регионе.

На третьем этапе определяется объем учебной информации, предъявляемой на каждом занятии. Содержание электронного дистанционного курса разбивается на модули, при этом каждый модуль являлся автономным, содержательно и функционально полным образовательным ресурсом, предназначенным для решения определенной учебной задачи. Каждый модуль дополняется контрольными заданиями. На этом же этапе разрабатываются тестовые и контрольные задания, лабораторные работы, индивидуальные задания, содержащие арктический компонент, итоговый тест для определения уровня сформированности специальных профессиональных компетенций.

На четвертом этапе создаются электронные версии учебного материала, подбираются интернет ресурсы, сканируются задания и переводятся в удобный формат для размещения на платформе Sakai, разрабатываются методические указания к изучению дисциплины «Компьютерная графика» с использованием ЭДК.

На пятом этапе контент ЭДК размещается на образовательной платформе Sakai, которая доступна с сайта университета для зарегистрированных и подписанных на курс студентов.

На шестом этапе осуществляется тестирование ЭДК и устранение ошибок. Проводится апробация дистанционной коммуникации преподавателя и обучающихся, на основании которой осуществляется совершенствование содержательной, методической сторон и схем коммуникации. Готовится информационное обеспечение (содержательное и организационное) по дисциплине «Компьютерная графика», формируется регламент дистанционной коммуникации преподавателя и учащихся, содержащий следующие условия:

• консультации преподавателя посредством текстового чата согласно установленному расписанию, продолжительность консультации ограничена;

• индивидуальные консультации для отдельных учащихся должны проводиться в форме форума или текстового чата по отдельному расписанию;

• обсуждение, связанное с изучением предмета, может быть инициировано любым студентом на форуме сайта ЭДК в любое время; принимать участие в обсуждении могут все обучающиеся.

На этом же этапе обосновывается комплекс показателей и критериев, отражающих различные аспекты результативности применения данного курса, разрабатывается процедура измерения этих показателей и интерпретации их значений.

На седьмом этапе производится экспериментальная апробация ЭДК по дисциплине «Компьютерная графика» для студентов строительных направлений подготовки с учетом

специфики проектирования и строительства зданий и сооружений в условиях Арктики и Крайнего Севера с целью проверки формирования специальных профессиональных компетенций у бакалавров строительных направлений подготовки

СТРУКТУРА ЭДК С УЧЕТОМ АРКТИЧЕСКОГО ВЕКТОРА

Курс построен таким образом, что предусматривает оптимальное сочетание традиционного содержания федерального компонента образования, современных достижений компьютерной графики и арктический компонент.

В структуре курса предусмотрены 3 раздела: 2D-графика, 3D-графика, фрактальная графика (последний из них развивается особенно быстрыми темпами, так как находит применение практически во всех сферах деятельности человека).

Наряду с традиционными заданиями для лабораторных работ в содержание ЭДК по дисциплине «Компьютерная графика» включены задания по проектированию и визуализации зданий и сооружений с учетом особенностей их строительства в суровых климатических условиях Арктического региона, особенностями которых являются полярная ночь, длинная и холодная зима, сильные ветры и вечная мерзлота.

При проектировании зданий для комфортного проживания жителей- северян надо учесть и специфичные характеристики визуальной среды:

- дефицит освещенности, резко выраженную фотопериодичность (январь и декабрь — «биологическая ночь», ноябрь и февраль — «биологические сумерки»)»;

- отсутствие солнечного света и ярких красок, однообразие серебристо-серого и бледно голубого цвета неба и снега приводит к снижению эффективности зрительного восприятия у жителей северных районов,

- нахождение длительный период в условиях искусственного светового климата не способствует поддержанию зрительных функций человека на должном уровне.

В содержание лабораторных работ, выполняемых в системе автоматизированного проектирования AUTOCAD, включены задания, при выполнении которых необходимо учесть, что в Арктике важно практичное строительство, поэтому инженерная мысль должна работать в направлении сохранения тепла и уменьшения энергозатрат на отопление и освещение.

В соответствии с этим при проектировании зданий, сооружений для районов крайнего Севера необходимо учитывать следующие особенности:

• применение таких конструктивных схем зданий, которые гарантируют отсутствие «мостиков холода», использование эффективных материалов и энергосберегающих технологий;

• при строительстве фундаментов на ледяном панцире учесть, что он постоянно меняет свою структуру; рыхлые грунты — песчаники, галечники и глины — в условиях вечной мерзлоты ведут себя непредсказуемым образом;

• при проектировании зданий и сооружений необходимо обратить внимание и на то, что для эксплуатации в суровых климатических условиях в большей степени подойдут модульные, прямоугольные жилые дома или строения со скругленными углами, чтобы легче переносить снежную бурю и избежать промерзания углов конструкций;

• кварталы домов должны застраиваться, образуя замкнутый контур, имея между домами — узкие разрывы;

• для избегания снежных заносов крыши домов строятся односкатными, ориентированными по направлению господствующих ветров, окна небольшие;

• вспомогательные помещения должны использоваться одновременно и как ограждающие. Все особенности проектирования зданий и сооружений для Арктического региона

обсуждаются в лекционном материале, представленном в ЭДК.

Приведем примеры содержания некоторых практических заданий, отражающих арктический вектор.

1. Провести экскурсию по Архангельску (каждому обучающемуся предлагается определенный район города) с целью выявления сооружений имеющих «арктическую» специфику, визуализировать их и сравнить с проектами зданий и сооружений, например, используя виртуальную экскурсию по другим городам России, находящимся в Арктической зоне.

2. Подготовка проектов по входным данным. Задан внешний вид реального здания. Необходимо дополнить особенностями, характерными для проектирования зданий и

сооружений в Арктическом регионе (например, задан фасад здания, который студент должен дополнить особенностями проектирования фундамента для регионов с вечной мерзлотой.

3. Задан проект жилого здания для Арктического региона, необходимо правильно, с учетом короткого светового дня, спроектировать его внутреннюю часть с освещением, мебелью и простановкой размеров для максимально комфортных условий проживания.

4. Спроектировать помещения для проживания и эксплуатации в Арктическом регионе (каждому обучающемуся выдается задание спроектировать жилую комнату, блок, хозяйственное помещение, бытовое помещение конкретного назначения и т.д.).

В итоговых заданиях ЭДК по дисциплине «Компьютерная графика» содержатся вопросы, касающиеся особенностей проектирования зданий и сооружений для Арктического региона. Например, необходимо из предложенных готовых проектов зданий, отобрать только проекты, подходящие для строительства в Арктическом регионе и обосновать свой выбор.

Курсовую работу по дисциплине «Компьютерная графика» обучающиеся должны выполнить по следующим исходным данным:

1. Охарактеризовать особенности проектирования зданий и сооружений для Арктического региона.

2. Провести исследование зданий и сооружений г.Архангельска, имеющих особенности проектирования зданий для суровых климатических условий Арктического региона.

3. Спроектировать типовое здание в системе AUTOCAD.

4. Спроектировать здание для Арктического региона.

5. Провести сравнительный анализ трех проектов (типового здания, здания г.Архангельска, имеющего особенности проектирования для Арктического региона, и сооружения для Арктической зоны РФ).

Таким образом, арктический компонент включен во все блоки ЭДК: лекции, лабораторные работы, и контрольные тестовые задания.

Мы предполагаем, что данный курс повысит мотивацию студентов к изучению дисциплины «Компьютерная графика», откроет новые возможности для формирования специальных профессиональных компетенций у студентов для производственной деятельности в Арктическом регионе, позволит оптимально организовать учебный процесс (большинство студентов достигнет высокого и среднего уровня обученности по дисциплине «Компьютерная графика»).

Повышение мотивации студентов к изучению дисциплины «Компьютерная графика» планируется осуществить с помощью анкетирования обучающихся с использование данного курса. Для этого разработана специальная анкета.

Проведение оценки уровней обученности студентов по дисциплине «Компьютерная графика», и степени сформированности СПК (специальных профессиональных компетенций) планируется осуществлять на основе предложенной В.П.Беспалько системы уровней освоения действий в соответствии с осуществляемым видом самостоятельной деятельности. На этой основе необходимо определить уровни обученности (первый, второй, третий, четвертый) и разработать требования к ним. Требования к уровням обученности и приведены в таблице 2.3.

Таблица 2.3 — Уровни и показатели степени обученности

Первый уровень (запоминание) Студент способен воспроизвести визуализацию объектов по имеющимся указаниям, распознавать виды компьютерной графики, использовать аппаратные средства компьютерной графики, повторно воспроизводить изображения по известному алгоритму.

Второй уровень (понимание) студент не только воспроизводит визуализацию объектов, но может выбрать инструменты и настроить их для выполнения работы по визуализации изображений, без опоры на внешнюю подсказку. На практике не может применять полученный теоретический материал.

Третий уровень (применение) студент может применять знания на практике и выполнять визуализацию простых объектов, решать конкретные задачи пор проектированию типовых зданий и сооружений, получать объективную информацию путем самостоятельного преобразования материала в знакомых и незнакомых ситуациях в рамках изученного. Перенос знаний здесь ограничен определенным классом задач и не

распространяется на весь учебный предмет.

Четвертый уровень (перенос) студент умеет творчески применять полученные теоретические знания на практике, способен самостоятельно производить визуализацию типовых зданий и сооружений, решать учебные задачи и проблемные ситуации, умеет ориентироваться в новой нестандартной ситуации, самостоятельно проектировать здания с учетом их эксплуатации в суровых климатических условиях Арктического региона, конструировать и преобразовывать материал, переносить полученную информацию на решение широкого класса задач в новых ситуациях.

Перечисленные уровни обученности студентов строительных направлений подготовки по дисциплине «Компьютерная графика» могут быть оценены по результатам диагностического тестирования.

Правильность выполнения каждого задания оценивается по дихотомической шкале (0 баллов за неправильно выполненное задание, 1 балл за правильно выполненное задание).

При разработке проекта определено общее количество заданий в тесте 32 (34-балльная шкала измерения), сгруппированных в 4 блока по 8 заданий.

Содержание заданий 1-го блока соответствует требованиям, характерным для первого уровня обученности студентов заочной формы обучения строительных направления подготовки по дисциплине «Компьютерная графика», что позволит оценить уровень сформированности у обучающихся следующих профессиональных компетенций:

- использование основных законов естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности, — применяет методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования (ПК-1),

- способность понимать сущность и значение информации в развитии современного информационного общества, сознавать опасности и угрозы, возникающие в этом процессе, соблюдать основные требования информационной безопасности, в том числе защиты государственной тайны (ПК-4).

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

- способность работать с информацией в глобальных компьютерных сетях (ПК-6).

Содержание заданий 2-го блока отражает требования, характерные для второго уровня

обученности студентов и позволит оценить уровень сформированности у обучающихся следующих компетенций:

- знаний о научно-технической информации, отечественного и зарубежного опыта по профилю деятельности (ПК-17);

- владение 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);

- способность составлять отчеты по выполненным работам, участвовать во внедрении результатов исследований и практических разработок (ПК-19).

Содержание 3-го блока соответствует требованиям, характерным для третьего уровня обученности студентов и помогает оценить уровень сформированности у обучающихся следующих компетенций:

- способность выявить естественнонаучную сущность проблем, возникающих в ходе профессиональной деятельности, привлечь для их решения соответствующий физико — математический аппарат (ПК-2);

- знание нормативной базы в области инженерных изысканий, принципов проектирования зданий, сооружений, инженерных систем и оборудования, планировки и застройки населенных мест (ПК-9).

Выполнение заданий 4-го блока, содержание которых отражает требования, характерные для четвертого уровня обученности студентов заочной формы обучения строительных направления подготовки по дисциплине «Компьютерная графика», дают основания оценить уровень сформированности у обучающихся следующих компетенций:

- владение математическим моделированием на базе стандартных пакетов автоматизации проектирования и исследований, методами постановки и проведения экспериментов по заданным

методикам (ПК-18);

- владение методами проведения инженерных изысканий, технологией проектирования деталей и конструкций в соответствии с техническим заданием с использованием стандартных прикладных расчетных и графических программных пакетов (ПК-10);

- овладение дополнительной специальной профессиональной компетенции (СПК), а именно проектирование промышленных и гражданских зданий и сооружений с учетом климатических условий Арктики.

На основе описанных уровней и показателей степени обученности были разработаны общие критерии отметок:

- 33-29 правильных ответов — 4 уровень обученности;

- 28-26 правильных ответов — 3 уровень обученности;

- 25-16 правильных ответов — 2 уровень обученности;

- меньше 15 правильных ответов — 1 уровень обученности.

При проведении оценки эффективности внедрения проекта сравнивались результаты изучения дисциплины «Компьютерная графика» с использованием ЭДК и с учетом специфики проектирования и строительства зданий и сооружений в условиях Арктики и Крайнего Севера( экспериментальная группа) и без учета указанных особенностей (контрольная группа).

Сравнение результатов диагностического тестирования контрольной и экспериментальной групп показало, что количество обучающихся в экспериментальной и контрольной группах, достигших 4 уровня обученности дисциплине «Компьютерная графика» составило соответственно 11 человек (76,9%) и 3 человека (27,3%). Количество обучающихся в экспериментальной и контрольной группах, достигших 3 уровня обученности дисциплине «Компьютерная графика» составило соответственно 4 человека (36,4%) и 2 человека (15,4%).

Всего количество обучающихся достигших высокого и среднего уровня обученности по дисциплине «Компьютерная графика» составило: 7 человек (63,7%) для контрольной группы и 12 человек (92,3%) для экспериментальной группы.

Распределение студентов по уровням обученности дисциплине «Компьютерная графика» в контрольной и экспериментальной группе приведено на рис. 1.1.

% 90

4 3 2 1

Уровни обученности

■ экспериментальная группа □ контрольная группа

Рисунок 1.1 — Распределение студентов контрольной и экспериментальной группы по уровням обученности

дисциплине «Компьютерная графика»

Анализ результатов анкетирования показал интерес обучающихся к заданиям, содержащим специфику их будущей работы в суровых климатических условиях Арктического региона, и что в целом учащиеся положительно оценивают применение дистанционных технологий при организации учебного процесса.

На основе проведенного исследования сделаны выводы, что внедрение ЭДК по дисциплине «Компьютерная графика» для студентов заочной формы обучения строительных направлений подготовки с учетом специфики проектирования и строительства зданий и сооружений в Арктике и районах Крайнего Севера позволяет открыть новые возможности для формирования специальных профессиональных компетентностей для производственной деятельности в условиях Арктического региона (уровень знаний по компьютерной графике); оптимально организовать учебный процесс для студентов заочного отделения (большинство студентов достигнет высокого и среднего уровня обученности по дисциплине «Компьютерная графика»); повысить мотивацию студентов к изучению дисциплины «Компьютерная графика».

Таким образом, проектирование регионального компонента содержания образования по дисциплине «Компьютерная графика» нацелено на решение проблемы формирования инженерно-конструкторской компетентности будущих строителей с использованием электронных дистанционных курсов (ЭДК) и наполнения их актуальным для региона содержанием.

Практическая значимость результатов проектирования заключается в применении ЭДК для эффективной организации обучения студентов строительных направлений подготовки, мотивация их на работу в арктическом зоне Российской Федерации.

Литература

1. Государственная программа «Федеральная целевая программа развития образования на 2016-2010 г.».

2. Государственная политика в области образования http://www.edu.ru/index.php?page_id=105.

3. Программа развития федерального государственного автономного образовательного учреждения высшего профессионального образования "Северный (Арктический) федеральный университет" на 2010-2020 годы, 7 октября 2010 г. № 1695-р [Электронный ресурс] — Режим доступа: http://narfu.ru/university/programma_razvitiya/ (дата обращения: 22.11.2013).