CC BY
58
основу для продуктивной деятельности в информационном пространстве, обеспечивают подготовку обучающихся к будущей жизни, формируют коммуникационную культуру в ее различных аспектах.
1. Арнхейм Р. В. В защиту визуального мышления // Новые очерки по психологии искусства. — М.: Прометей, 1994. — 352 с.
2. Арнхейм Р. В. Искусство и визуальное восприятие. — М.: Прогресс, 1974. — 393 с.
3. Горлицына ОА. Обучение студентов педагогических
вузов: визуализации знаний // Психология и пси-
хотехника. — 2012. — № 12. — С. 75 - 78. — Ш1_: www.nbpublish.com/go_to_anticle.php?id=22350.
4. Зинченко В. П. Современные проблемы образования и воспитания //Вопросы философии. — 1973. — № 11. — С. 42 - 46.
5. Информационно-коммуникационные технологии в воспитательно-образовательном процессе учреждений начального и среднего профессионального образования: достижения, проблемы, перспективы : инф. мат-лы [Т. С. Панина и др.]. — Кемерово : ГОУ «КРИРПО», 2009. — 112 с.
6. Манько Н. Н. Когнитивная визуализация дидактических объектов в активизации учебной деятельности // Известия Алтайского гос.университета. — 2009. — № 2(62). — С. 22 - 28.
7. Миндзаева Э. В., Мативосова Ж. В. Визуальное мышление как фактор формирования ИКТ-компетенции студентов вуза // Вопросы современной науки и практики. — 2011. — № 1(32). — С. 155 - 158.
8. Формирование ИКТ-компетентности педагогических работников системы профессионального образования: монография / Т. С. Панина, С. А. Дочкин и др. — Кемерово : Изд-во ГОУ «КРИРПО», 2008. — 336 с.
9. Резник Н. А. Методические основы обучения математике в средней школе с использованием средств развития визуального мышления. — 11Р1_: www.vischool.-nxt.nu/ аЛоге1:/ге2_аге1:.1‘Лт.
УДК/UDC 378.147:004.92 М. М. Ожга
M. Ozhga
МОДЕЛЬ ОБУЧЕНИЯ БУДУЩИХ ИНЖЕНЕРОВ-ПЕДАГОГОВ СИСТЕМАМ ТРЕХМЕРНОГО КОМПЬЮТЕРНОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ MODEL OF TEACHING THREE-DIMENSIONAL COMPUTER-AIDED DESIGN SYSTEMS TO FUTURE ENGINEERS-TEACHERS
В статье рассмотрено применение общих принципов педагогического моделирования, уточнены понятия модели и моделирования. Обоснованы и разработаны модели обучения будущих инженеров-педагогов компьютерного профиля в контексте систем объемного компьютерного проектирования.
This article examines general principles of pedagogical modelling and provides definition of model and modelling. Models of teaching threedimensional computer-aided design systems to future engineers- teachers of computer sciences were rationalized and developed in the article as well.
Ключевые слова: модель обучения, моделирование, инженер-педагог, объемное компьютерное проектирование, компьютерная графика.
Keywords: teaching model, modeling,
teacher-engineer, three-dimensional computer-aided design, computer graphics.
Интенсивное развитие компьютерных технологий в последние десятилетия и требова-
ния общества к использованию специалистами компьютерных средств профессиональной деятельности обусловливают необходимость совершенствования и переосмысления подготовки специалистов различного профиля. Одной из первоочередных задач сферы образования является повышение качества подготовки будущих инженеров-педагогов — специалистов компьютерного профиля, поскольку именно они обеспечивают подготовку рабочих кадров для производства в условиях информатизации общества и компьютеризации профессиональной деятельности.
Важной составляющей инженерной деятельности и инженерной подготовки является проектирование, которое в современном мире выполняется средствами компьютерных технологий, в том числе в формате 30. Но как показывает анализ педагогического опыта, обучение объемному компьютерному проектированию происходит на основе эмпирических подходов, то есть отсутствует научно обоснованная методика обучения трехмерному про-
ектированию. Эффективная методика может быть разработана только на основе научно обоснованных моделей обучения, поэтому решение этой проблемы возможно путем разработки моделей, которые адекватно и полно отображают процесс обучения в целом.
Вопросы подготовки студентов инженерно-педагогических специальностей освещаются в трудах В. С. Безруковой, Н. А. Брюхановой, Т. А. Дмитренко, В. И. Загвязинского, Э. Ф. Зеера, Е. Э. Коваленко и др. Вопросы педагогического моделирования рассматривали С. И. Архангельский, Ю. К. Бабанский, В. С. Безрукова, Л. П. Вишникина, О. Г Гохман, М. Г Коляда, Н. И. Лазарев, Л. П. Леонтьев, И. Я. Лернер, М. А. Михеев и др.
Для графической подготовки студентов предложено много различных моделей, в частности: обучения начертательной геометрии и инженерной графики средствами САПР (А. Н. Агошкова, А. Н. Губанов, М. А. Гусева, Н. Н. Козяр, Т. П. Федорина, М. Ф. Юсупова); формирования и развития пространственного мышления и воображения (А. Н. Корнеева, О. А. Тарасова, Ю. В. Фещук, Т. С. Штикало); разнообразные модели графической подготовки студентов в вузах (Г А. Райковская, Т. В. Черня-кова) и др.
Несмотря на большое количество исследований в направлении графической подготовки, в научных трудах фактически отсутствуют модели для обучения будущих инженеров-пе-дагогов системам объемного компьютерного проектирования, в то время как именно эти программные средства постепенно занимают ведущее место в профессиональной деятельности будущих инженеров-педагогов.
Согласно этому выводу целью статьи является обоснование и разработка модели обучения будущих инженеров-педагогов компьютерного профиля системам объемного компьютерного проектирования.
Моделирование активно начало внедряться во все области педагогических наук со второй половины ХХ в. В дидактической литературе оно рассматривается как один из методов обучения. В современной науке считают, что моделирование (от французского «образец») — это метод научного исследования, который заключается в построении и изучении модели исследуемого объекта. Сама же модель — это система элементов, воспроизводящая определенные стороны, связи, функции предмета исследования, то есть оригинала. Л. П. Вишникина считает, что чаще педагоги-
ческое моделирование определяют как искусственно созданный образец, специальную знаково-символическую форму, которая используется для отображения и воспроизведения в несколько упрощенном виде структуры многофакторного явления, непосредственное изучение которой дает новые знания об объекте исследования [6, с. 80].
Процесс моделирования является сложным и многогранным. В. С. Безрукова [1 ] отмечает, что моделирование является одним из трех этапов (ступеней) педагогического проектирования: I этап — моделирование, II этап — проектирование; III этап — конструирование. Именно построение модели является определяющим в разработке дидактического проекта и в конечном итоге в эффективности обучения. Модель отражает как общие закономерности моделирования, так и специфику изучаемого предмета.
В словаре компьютерной терминологии указано, что «проект (лат. projectus — брошенный вперед) — уникальная деятельность, имеющая начало и конец во времени, направленный на достижение конкретного результата, создание конкретного, уникального продукта или услуги» [2, с. 257].
Дж. Лич проектированием называет процесс реализации идеи в виде конкретного изделия или системы, что требует многократного совершенствования самой идеи. Традиционно в процессе проектирования применяются эскизы, чертежи, рисунки, двух- и трехмерные модели, опытные образцы, а также проводятся испытания и анализ результатов [4, с. 43].
Разрабатывая модель обучения будущих инженеров-педагогов системам объемного компьютерного проектирования, мы исходили из методологии системного подхода [7]. В этом смысле модель обучения — это целостная система, которая состоит из отдельных подсистем, имеет определенную структуру, этапы и элементы.
Выбор основных структурных компонентов модели обучения обусловлен:
— характером профессиональной деятельности инженеров-педагогов в области компьютерного трехмерного проектирования;
— целями обучения будущих инжене-ров-педагогов компьютерного профиля;
— особенностями программных средств, используемых для объемного компьютерного проектирования;
— структурой и закономерностями учебного процесса.
Традиционно обучение компьютерным графическим дисциплинам происходит по прин-
ципу изучения возможностей программного пакета. Модель обучения, отражающая такой подход, приведена на рисунке 1. Таким образом, компьютерная графическая система становится объектом изучения. Если нужно сформиро-
вать знания, умения и навыки на творческом или компетентностном уровне, то добавляется еще один компонент, но механизма перехода от выполнения отдельных задач к созданию комплексного проекта фактически нет.
Знакомство с интерфейсом
Изучение
инструментов
программного
продукта
Выполнение
отдельных
(независимых)
задач
^ Выполнение |
^ сложных задач |
I или небольших |
I проектов I ч_____________/
Рис. 1. Модель классического обучения компьютерным графическим системам
Деятельностный подход [9] как способ организации процесса обучения опирается на личную учебную деятельность студента, состоящую из цели (целей) обучения, выполняемых действий и операций, средств деятельности и ожидаемого результата, что также влияет на разработку модели обучения.
В соответствии с общей структурой деятельности цель (цель обучения) — научить применять системы компьютерного проектирования в педагогической деятельности. Действия и операции — это, во-первых, профессиональные действия и операции (использование 30-проектирования для создания технических объектов и дидактических средств), во-вторых, учебные действия и операции, которые определяются характером учебного процесса и особенностями профессиональной и учебной деятельности. Средства обучения — программные продукты, которые можно применять для обучения. Все эти компоненты интегрируются в учебный проект (рис. 2), главная идея которого заключается в том, чтобы обучать не работе с программным продуктом, а учить выполнять определенную деятельность с помощью программного продукта.
Учебный проект должен выполняться в рамках какой-либо конкретной дисциплины графического цикла, выбор которой влияет на результаты графической подготовки будущих инженеров-педагогов. В одной из работ Г А. Райковская отмечает, что графическая подготовка в единстве с другими профессионально ориентированными и фундаментальными дисциплинами закладывает основу высокому профессионализму специалиста, готовности к инженерно-конструкторской деятельности [8]. Поэтому в качестве такой дисциплины была выбрана «инженерная и компьютерная графика», в структуру которой был введен специальный учебный модуль. Изучение модуля
«Системы объемного компьютерного проектирования» базируется на различных межпредметных связях, но в наибольшей степени эти связи реализуются в курсе «Инженерная и компьютерная графика», который является общим для всех специальностей инженернопедагогического направления. Этот модуль может быть структурной единицей других курсов цикла инженерной или дизайнерской подготовки, тем самым дополняя их.
Учебный проект интегрирует особенности профессиональной деятельности и систем трехмерного компьютерного проектирования. С одной стороны, его цель, содержание и структура обусловлены алгоритмом и средствами профессиональной деятельности, а с другой — алгоритмом и содержанием учебной деятельности, то есть реализация учебного проекта происходит в плоскости пересечения профессиональной и учебной деятельности. Учебная деятельность определяется содержанием дисциплины и общедидактической структурой процесса обучения, а профессиональная — алгоритмом профессиональной деятельности и спецификой используемых при этом средств. Таким образом, на учебный проект влияют алгоритм профессиональной деятельности, то есть то, в какой последовательности нужно его выполнять, а также средства профессиональной деятельности, в первую очередь программное обеспечение, с помощью которого будет выполняться построение учебного проекта. Взаимодействие всех этих компонентов происходит через смысловую структуру дисциплины и общую дидактическую структуру процесса обучения. Следовательно, обучение будущих инженеров-педагогов непосредственно в процессе выполнения проекта может обеспечить объединение способов профессиональной деятельности и средств ее осуществления.
Рис. 2. Модель обучения будущих инженеров-педагогов объемному компьютерному проектированию
В алгоритме профессиональной деятельности определяется последовательность выполнения действий над проектом, то есть называются этапы выполнения проекта. Последовательность выполнения профессиональных действий предусматривает не только строгий порядок, но и обратный процесс между всеми этапами. Таким образом, можно дорабатывать и перерабатывать определенные элементы проекта.
Ранее автором был обоснован алгоритм профессиональной деятельности, который состоит из этапов [5]:
— анализ;
— моделирование;
— анимация;
— текстурирование;
— визуализация;
— оформление отчета.
Профессиональное образование в России и за рубежом 3 (15) 2014
О
•ь.
[ Реальная модель
*
Задача
*
+
Идея проекта
Представление в воображении конечного результата
Задача
Г'
Эффективность
использования
Эстетический вид
Результат
Создание в воображении алгоритма проектирования
Мотивацио нный этап
Этап выполне в материаг материализов > ния действий ьной или энной форме
г
Этап выполне с использовг > ния действия знием речи
1 г
Этап выполнения действия с использованием внутренней речи ^
5 г
Этап выполнения умственного действия в свернутой форме
Практическое
выполнение
проекта
Реалистическое изображение
Результат
Анимированный видеоклип
Умения
КОНСТРУКТОРСКИЕ
Мнимые проектировочные операции на плоскости и в пространстве
ДИЗАИНЕРСКИЕ
Гармоничное сочетание моделей
Представление взаимного расположения геометрических фигур в пространстве
Ощущение габаритных размеров объектов проектирования
Представление пространственных преобразований
Представление кинематических характеристик объектов моделирования и их соотношений
Отображение атмосферных эффектов
Гармоничность кинематики сцены и объектов в ней
Рис. 3. Модель обучения объемному компьютерному проектированию в процессе выполнения объемного компьютерного проекта
Инновации и технологии современного образования
Согласно этому алгоритму студент выполняет действия, аналогичные тем, которые выполняет специалист на производстве. Единственным отличием является то, что студент осуществляет их для того, чтобы приобрести знания, умения и навыки, а затем использовать их в дальнейшей профессиональной деятельности.
Для того чтобы обучение было эффективным при относительно небольших затратах времени, весь проект нужно создавать в единой системе трехмерного проектирования. Выбор такой системы должен быть обоснованным и соответствовать ряду требований:
— программный продукт должен работать на платформе операционной системы Windows и Linux, так как большинство рабочих станций учебных заведений используют именно их;
— сфера использования программного пакета не должна ограничиваться одним направлением, например киноиндустрией;
— для более удобного обучения в системе трехмерного проектирования должна быть локализированная (русский язык) версия интерфейса;
— наличие и доступность учебных материалов;
— наличие библиотек объектов моделирования;
— важным элементом является поддержка производителя, то есть предоставление им бесплатной лицензии для учебных целей, а также стабильная работа программного обеспечения;
— функциональные возможности, то есть возможность работы на всех этапах проектирования, и универсальность по отношению к другим программным пакетам трехмерной графики.
Выполнение трехмерного компьютерного учебного проекта — это сложный и длительный процесс. Эффективное его выполнение требует четкой последовательности. Имея алгоритм профессиональной деятельности и систему трехмерного проектирования, нужно определить все составляющие учебного модуля в соответствии со структурой процесса обучения: цели и принципы обучения, содержание учебного модуля, методы, средства и формы организации процесса обучения. Завершающим этапом обучения будущих инженеров-педаго-гов относительно создания объемного трехмерного проекта будет контроль и результат эффективности обучения системам объемного компьютерного проектирования (рис. 3).
Первоочередным элементом выполнения проекта является задача, которая может быть представлена в виде реальной модели и которую нужно сымитировать в виртуальном пространстве системы объемного компьютерного проектирования. Также задачей может быть идея, образное представление проекта.
Первым шагом решения задачи требуется представить в воображении конечный результат. Представление того, каким должен быть конечный результат, позволит значительно эффективнее выполнить процесс проектирования, затратив при этом меньше времени и усилий. Выполнение проекта можно осуществлять посредством двух алгоритмов: задача, эффективность использования, эстетический вид и результат или задача, эстетический вид, эффективность использования и результат. Путь построения проекта определяется заданием.
Вторым шагом процесса построения проекта является создание в воображении алгоритма проектирования. На этом шаге определяется, какие операции будут выполняться на каждом этапе алгоритма профессиональной деятельности. В основе создания алгоритма проектирования лежит модель поэтапного формирования умственных действий П. Я. Гальперина [3].
Третий шаг — это практическое выполнение проекта. Для того чтобы приступить к моделированию, студент должен обладать соответствующими умениями, большинство из которых развивается на основе изучения обязательных дисциплин инженерно-графического и дизайнерского цикла. При проектировании эти умения совершенствуются и на их основе возникают новые (рис. 3), которые обусловлены особенностями профессиональной деятельности в области трехмерной графики. Важным фактором создания трехмерного компьютерного проекта является то, что в процессе его построения студент должен гармонично сочетать инженерные и дизайнерские решения. В конечном результате моделируемый объект должен быть не только красивым снаружи, но и функциональным в использовании.
Результат проектирования может выглядеть как изображение (цифровое или на бумаге) или анимированный видеоклип.
Модель учебного проекта (рис. 3) является структурной единицей модели обучения будущих инженеров-педагогов (рис. 2).
Таким образом, модель обучения будущих инженеров-педагогов объемному компьютерному проектированию обусловлена характером профессиональной деятельности, целями обу-
чения, особенностями программных средств и закономерностями учебного процесса. Модель обучения объемному компьютерному проектированию в процессе выполнения трехмерного компьютерного проекта является линейной и интегрируется в предыдущую модель.
Интеграция предложенных моделей дает возможность для обоснования содержательного наполнения всех компонентов обучения и поэтому создает основу для разработки методики обучения системам объемного компьютерного проектирования будущих инжене-ров-педагогов компьютерного профиля.
1. Безрукова В. С. Педагогика. Проективная педагогика : учеб. пособие для инженер.-пед. ин-тов и индустр.-пед. техникумов. — Екатеринбург : Деловая книга, 1996. — 334 с.
2. Додонов А. Г., Ландэ Д. В., Путятин В. Г. Компьютерные информационно-аналитические системы : толковый словарь. — Киев : Наук. думка, 2011. — 384 с.
3. Гальперин П. Я. Психология мышления и учения о поэтапном формировании умственных действий // Исследования мышления в современной психологии. — М.: Наука, 1966. — 248 с.
4. Лич Дж. Энциклопедия А^оСАО 2002. — СПб.: Питер, 2002. — 1072 с.
5. Ожга М. М. Алгоритм профессиональной деятельности с объемного компьютерного проектирования как основа обучения системам трехмерного проектирования // Компьютерно-интегрированные технологии: образование, наука, производство: межвуз. сб. — Луцк : ЛНТУ, 2012. — № 10. — С. 203 - 210.
6. Вишникина Л. П. Педагогическое моделирование как основа проектирования образовательных процессов // Имидж современного педагога. — 2008. — № 7-8 (86-87). —С. 80—84.
7. Блауберг И. В., Юдин Э. Г. Становление и сущность системного подхода. — М.: Наука, 1973. — 271 с.
8. Райковский Г. А. Теоретико-методические основы графической подготовки будущих специалистов технических специальностей средствами информационных технологий: автореф. дис. ... д-ра пед. наук : 13.00.04. — Киев, 2011. — 40 с.
9. Формирование учебной деятельности студентов / под ред. В. Я. Ляудис. — М.: Изд-во МГУ, 1989. — 240 с.
УДК/UDC 377:004 Т. А. Чекалина
T. Chekalina
СОЗДАНИЕ ЭЛЕКТРОННЫХ ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫХ РЕСУРСОВ В ПРОФЕССИОНАЛЬНЫХ ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫХ ОРГАНИЗАЦИЯХ CREATION OF ELECTRONIC EDUCATIONAL RESOURCES IN THE PROFESSIONAL EDUCATIONAL ORGANIZATIONS
В статье рассмотрены основные направления работы по созданию электронных образовательных ресурсов в профессиональных образовательных организациях. Представлены требования к разработке электронных образовательных ресурсов.
In the article the main areas of work on creation of electronic educational resources in the professional educational organizations are considered. Requirements to development of electronic educational resources are submitted.
Ключевые слова: электронные образовательные ресурсы, профессиональные образовательные организации.
Keywords: electronic educational resources, professional educational organizations.
В настоящее время информатизация охватывает все направления учебной деятельности, поэтому создание электронных образо-
вательных ресурсов (ЭОР) и их использование являются обязательным условием для решения комплексных задач информатизации профессионального образования.
Под электронным образовательным ресурсом понимается образовательный ресурс, представленный в электронно-цифровой форме и включающий структуру, предметное содержание и метаданные о них [1].
На сегодняшний день уже создано большое количество разнообразных информационных ресурсов на основе применения современных мультимедийных информационных технологий. Как правило, выпуск таких изданий осуществляют либо организации, профессионально занимающиеся производством электронных изданий (например, ИЦ «Академия»), либо некоммерческие издающие организации (например, издательства при образовательных организациях). При этом на современном эта-
