CC BY
21
УДК (744.4+514):378
ГригоревскаяЛюдмила Петровна
Доктор педагогических наук, профессор кафедры инженерной геометрии и компьютерной графики, Братский государственныйуниверситет, grilp@mail.ru, Братск
ГригоревскийЛев Борисович
Кандидат педагогических наук, доцент кафедры инженерной геометрии и компьютерной графики, Братский государственный университет, grigorevskii@mail.ru, Братск
ПолковаАнна Викторовна
Соискатель, кафедра инженерной геометрии и компьютерной графики, Братский государственныйуниверситет, а_polkova@mail.ru, Братск
РАЗРАБОТКА СПЕЦИАЛЬНЫХ ДИДАКТИЧЕСКИХ СРЕДСТВ ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ КАЧЕСТВА ОБУЧЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЕ «ИНЖЕНЕРНАЯ ГРАФИКА»
Grigorevskaya Lyudmila Petrovna
Doctor of Pedagogies, Professor, Chair of Engineering Geometry and Computer Graphics BratskState University, grilp@mail.ru, Bratsk
Grigorevsky Lev Borisovich
Candidate of Pedagogics, Assistant Professor, Chair of Engineering Geometry and Computer GraphicsBratskState University, grigorevskii@mail.ru, Bratsk
Polkova Anna Viktorovna
Applicant for a Degree Chair ofEngineering Geometry and Computer Graphics Bratsk State University, a_polkova@mail.ru, Bratsk
WORKING OUT SPECIAL DIDACTIC MEANS FOR IMPROVING THE QUANTITY OF EDUCATION IN SUBJECT «ENGINEERING GRAPHIC»
Теоретическая подготовка, как одна из составляющих любого вида обучения, заключается в приобретении студентами системы знаний, необходимых для овладения профессией. Под процессом овладения знаниями понимается система различных действий по восприятию информации, ее переработке и изменению. Если учебный процесс рассматривается как деятельность, то следует особое внимание уделить структурным элементам этой деятельности; осознание мотивов и целей учения; способы и приемы деятельности, воспроизведение и анализ результатов деятельности. При проектировании и осуществлении учебного процесса за единицу принимаем отдельную учебную тему, содержание которой определяется рабочей программой дисциплины.
Построение деятельности студентов по усвоению темы организуется на основе теории поэтапного формирования умственных действий.
(Л. С. Выготский, И. Я. Гальперин, Н. Ф. Талызина и др.). Цель, которая формулируется очень коротко и содержательно в начале занятия, является структурным основополагающим элементом деятельности студента. Следующий элемент деятельности - исполнительно-познавательный. Он начинается с формирования и изложения информации, подлежащей изучению. При этом привлекаются различные традиционные и нетрадиционные средства обучения. Деятельность студентов по конспектированию материала, который может быть представлен как в устной, так и в письменной форме, можно отнести к внешнеречевому этапу теории формирования умственных действий.
Формирование действий во внутренней речи, на наш взгляд, достигается системой упражнений в виде конкретных прикладных заданий непосредственной практической деятельности. Обобщение учебного материала, вовлечение его с систему общего знания осуществляется в период контрольно-оценочного этапа. Далее, в виде проверочной или тестовой работы выполняется анализ знаний, умений и навыков. Результаты этого анализа позволяют, в случае необходимости, выполнить корректировку знаний, восполнить пробелы. Методы обучения, спроектированные на основе современных представлений об усвоении знаний, позволяют преподавателю не только контролировать учебный процесс, но и отслеживать формирование ощущений студентов от результатов обучения (удовлетворенность текущей учебной деятельностью) и полученными результатами.
Новые методические подходы систематического обучения с использованием тематических классификаторов теоретической информации основаны на нормативах, соблюдение которых обеспечивает единство образовательного уровня и интеграцию дисциплины «Начертательная геометрия. Инженерная графика» в перечень изучаемых дисциплин учебного плана. Тематический классификатор теоретической информации (далее ТКТИ) - это отражение в свернутом виде нормативных положений, используемых при изучении графических дисциплин. ТКТИ создает благоприятную образовательную среду для профессиональной подготовки и оценки уровня обучаемых студентов (профессиональный интеллект, предметная обученность, готовность к выполнению выбранной профессиональной деятельности).
В последнее время произошло значительное сокращение количества часов аудиторной работы (см. последнее поколение Государственных образовательных стандартов - ГОС). В широком общетеоретическом смысле ТКТИ, на наш взгляд, обеспечит результативность целей обучения не только при аудиторной работе под руководством преподавателя, но и большей мере при организации самостоятельной работы студентов. Кроме этого ТКТИ будет способствовать достаточной предметности. Позволит более четко диагностировать образование (установление уровня профессионального интеллекта), контролировать доброкачественность подготовки, подлинность и осмысленность сведений, заложенных в дисциплине. Содержание информации, включенной в ТКТИ, отвечает ряду условий: свернутость,
многоплановость, согласованность со смежными темами дисциплины, взаимосвязь с дисциплинами учебного плана, синдикативно сть.
В качестве гипотезы ТКТИ можно считать логическим элементом категории обучения, соответствующим требованиям ГОС. Он является основой разноуровневого аппарата обучения графике, одним из видов контроля результата, видом и объемом самостоятельной работы студента. Тематический классификатор теоретической информации, используемый при изучении «Начертательной геометрии. Инженерной графики» может играть положительную роль при освоении теории по базовым категориям в рамках частично-поискового метода. Очевидно, что ТКТИ соответствуют наиболее значимым категориям образовательной среды: создает эффективно действующую информационную структуру; обеспечивает консультативное обслуживание по теме; способствует внедренческой и исследовательской учебной деятельности студента; помогает эффективно отслеживать качество усвоения знаний; способствует преемственности и взаимодействию тем в методической системе учебной дисциплины. По своему влиянию на структуру содержания обучения ТКТИ учитывает интеллектуальные, деловые, эстетические и физические качества личности студента.
Позволит эффективно сформировать благоприятные условия для ускоренного движения по образовательному маршруту в сложившиеся сокращенные сроки обучения «Начертательной геометрии. Инженерной графике».
Роль и место лекционного занятия в учебном процессе высшего технического учебного заведения очень велика. Наиболее распространенным является такой вариант чтения лекций по графическим дисциплинам, при котором систематически и последовательно читаются все основные темы с учетом дифференциального подхода к глубине и объему раскрываемого материала по каждой теме. Лектор сам производит отбор материала и судит о его трудности и доступности для слушателей. К сожалению, стараясь сэкономить время лекционного занятия, лектор может при этом не учитывать то, что уже давалось в той или иной форме в других смежных курсах дисциплин. Из-за недостатка времени на лекции часто отсутствует возможность возвращаться к пройденному материалу, повторяя его в экспресс-виде. В этом случае лектор называет тему, параграф, страницу и т. д.
Система обучения НГ и ИГ с использованием ТКТИ
Т
Источники и передатчики информации
Традиционно преподаватель
-Ч
Тематические
классификаторы
ч >
Рисунок 1 - Методическая система обучения с использованием ТКТИ
Лекционное занятие по учебной дисциплине «Начертательная геометрия» имеет ряд специфических особенностей, присущих только этой дисциплине: а) все темы раздела очень взаимосвязаны между собой. Теоре-
тическая информация каждой последующей темы чаще всего является продолжением предыдущей; б) лекция предусматривает подачу значительного объема графической информации, как известно, наиболее трудоемкой для восприятия. На успешность считывания студентами графической информации с аудиторной доски влияет качество его предъявления; в) при конспектировании информации студентам приходится использовать еще и чертежные инструменты: отложи ручку, возьми линейку, карандаш, циркуль, корректируй чертеж с использованием ластика и т. д., - все это требует значительных затрат времени. Анализ многолетнего опыта проведения лекционных занятий в Братском Государственном техническом университете подтвердил необходимость формирования новых форм подачи теоретической учебной информации. Очевидно, что результат обучения на лекции существенно улучшается, если в процессе учебной деятельности будут использоваться эффективные средства управления учением. В качестве таких управляющих средств нами предложен комплект тематических классификаторов теоретической информации (ТКТИ) (Рис. 2, 3), подготовленных для наиболее сложных тем дисциплины «Начертательная геометрия». Информационные карты представляют собой систематизированный перечень текстовой и графической информации, представленной в удобном для восприятия виде на бумажном или электронном носителе.
С точки зрения структуры занятия, лекция представляет собой единство трех частей - введения, основной части и заключения. На начальном этапе обучения во введении к лекции отдельные виды тематических классификаторов используются лектором для общей ориентировки студентов в изучаемом материале, для обеспечения четкого целеполагания и для создания у обучаемых прочной мотивационной основы всей их последующей учебной деятельности, связанной с овладением этим материалом. Во введении к лекции тематический классификатор служит как основа визуальных средств обучения. ТКТИ, при отсутствии меловых чертежей на доске, может выступать и в роли единственного зрительного средства. Используя тематический классификатор, подготовленный к отдельной теме, преподаватель в сокращенный промежуток времени обеспечит целостное по содержанию, но лаконичное по форме наглядное изложение основных вопросов лекции. При этом оказывается возможным: обосновать и раскрыть на высоком качественном уровне сущность всей изучаемой темы; концентрировать внимание студентов на отдельных аспектах изучаемой темы; создать условия для мобильного одновременного ориентирования по различным вопросам изучаемой темы; показать студентам значение изучаемого материала для их последующей учебы в вузе; исключит трудность восприятия сложных, графически насыщенных меловых чертежей.
Располагают
- на месте соотбетстбующего бида ¡предпочтительно! -
П[]де чертежа
КЛАССИФИКАТОР ТСОРСТИЧССКОЙ ИНФОРМАЦИИ
РАЗРЕЗ
Это мысленное рассечение детали одной или несколькими плоскостями В разрезе показыбают поберхности детали попадающие б секущую плоскость (штрихуют), а также поберхности находящиеся за этой плоскостью (показыбают линиями бидимого контура) Секущую плоскость не задают, если она собпадает с плоскостью симметрии детали разрез не обозначают_
О б а з на чают
- прописными букбами русского алфобита А-А, Б-Б и т.д. Шрифтом на порядок дольше, чем размерные числа,■
- секущую плоскость показыбают разомкнутой линией длиной 10 мм, толщиной 1.5раза толще чем контур изображения_
1. ПРОСТЫЕ
получают с помощью одной секущей плоскости
1Горизантальный - секущая Г плоскость А параллельна И
Про до л ьн ы й - секущая плоскость напраблена бдоль длины или бысоты предмета '
Фронтальный- секущая ' плоскость А параллельна П.
nTfi'j 1
АЩЬ
На клонныи- секущая плоскость не параллельна ни одной из оснобных плоскостей проекций. Если ' разрез быполнен не б проекционной сбязи и он побернцт, то к надписи А-А добабляют знак
Местный- служит для отражения устройстба детали б отдельном ограниченном месте. ■ -
Выделяется на биде тонкой сплошной, болнистой линией.
Ребро на бнутрснней Ребро на бнешней
поберхности собпадает поберхности собпадает с осью симметрии с осью симметрии
2 СЛОЖНЫЕ
Получают с помощью нескольких однобременно используемых секущих плоскостей
Симметричный
Если б разрезе получается симметричная фигура то бычерчибают полобину бида и разреза, а разделяют эти изображения осебой линией.
Ступенчатый
Секущие плоскости параллельны друг другу и одной из плоскостей проекций. На разрезе граница секущих плоскостей не задается_
А-А Щ *т+н I
Нзсшпегтричный
Если б разрезе получается несимметричная фигцра (профильный разрез)._
/4-/4 ■=г
/Ьманый
Секущие плоскости пересекаются. Одна из них параллельна плоскости проекций, а другая образует с ней угол, отличный от 90. Эта плоскость услобно побертыбается до собмещения б олну плоскость.
1
/1-/1 rflTTspi
А| ЕШЭ |д
Если секущая плоскость напраблена бдоль оси или длинной стороны, показыбают не рассеченными - спицы шкибоб, махобикоб -тонкие стенки (ребра жесткости)
3 спицы
- бинты, болты, штифты -шарики:
шш
- не пустотные балы, шатуны, рукоятки
ВО
- гайки, шайбы на сборочных чертежах
—| Плоские поберхности изображают сложными тонкими линиями, диагоналями | '
В разрезе изображают отберстия расположенные на круглом фланце
]
£
со £
л О Н
О =
м с S
э-I
сг
Я й
s *
н —
гп
О *
—
X
о ч м й о н сс
о
Рисунок 2 - Тематический классификатор теоретической информации по теме «Разрезы»
о
o
КЛАССИФИКАТОР ТСОРСТИЧССКОЙ ИНФОРМАЦИИ
РАЗРЕЗ Это мысленное рассечение детали одной или несколькими плоскостями. В разрезе показыбают поберхности детали попадающие б секущую плоскость ¡штрихуют!, а также поберхности находящиеся за зтой плоскостью ¡показыбают линиями бидимого контура! Еекущую плоскость не задают, если она собпадает с плоскостью симметрш детали, разрез не обозначают. Обоз на чают - прописными бабами русского алфабита А-А, Б-Б и т.д. Шрифтом на порядок больше, чем размерные числа; - секущую плоскость показыбают разомкнутой линией длиной 10 мм, толщиной 1.5 раза толще чем контор изображения
Располагают - на месте соотбетстбующего бида ¡предпочтительно! - на сбободном поде чертежа
гпростыЕ
получают с помощью одной секущей плоскости
Горизонтальный - секущая плоскость А параллельна П.
Продол ьный - секущая плоскость ъ длины или бысоты предмета *
Фронтальный- секущая плоскость А
Поперечный- секущая плоскость напраблена.\ перпендикулярно длине или бысоте предмета
,1 1, А
А -\4 J-
Наклонный- секущая плоскость не парал, ни одной из оснобных плоскостей проекций Если ' разрез дыполнен не б проекционной сбязи и он 1 то к надписи А-А добабляют знак
Ме стный-служит для отраженияустройстба I дета/и б отдельном ограниченном месте. 4
Выделяется на биде тонкой сплошной, болнистой линиеА
поберхности с осью симметрии
Ребро на бнешней поберхности собпадает с осью симметрии
2 СЛОЖНЫЕ
Получают с помощью нескольких однобременно используемых секущих плоскостей
CifpmfXJWbi/
Если б разрезе получается симметричная фигура, то L полобину бида и разреза, а разделяют зти изображения осебой линией.
йп/темжтый
Еекущие плоскости параллельны фуг другу и одной и. плоскостей проекций. На разрезе граница секущих плоскостей не задается
А-А
■у ф I
а|
Неш-мвтричш]
Если б разрезе получается несимметричная фигцра (профильный разрез!._
А-А
■=г
/Тог-тьи
Еекущие плоскости пересекаются. Одна из них параллельна плоскости проекций, а другая образует с ней угол, отличный от 9, Эта плоскость услобно побертыбается до собмещения б олну плоскость.
э
А-А гтТГ1>
а| ^ |А
Если секущая плоскость - спицы шкибоб, махобикоб 3 спицы
- бинты, болты, штифты -шарики:
ъ оси или длинной стороны, показыбают не рассеченными -тонкие стенки ¡ребра жесткости1
Шй.
- не пустотные балы, шатуны, рукоятки
ЕЮ g
- гайки, шайбы на сборочных чертежах R
Плоские поберхности изображаот сложными тонкими линиями, диагоналями
В разрезе изображают отберстия расположенные на круглом ф
¡ч
bi
be
Г §
Рисунок 3 - Тематический классификатор теоретической информации по теме «Проекции точки»
На ключевом этапе обучения (основная и заключительная части лекции) тематический классификатор выполняет двоякую роль. С одной стороны он является опорой для углубленного, системного рассмотрения каждого вопроса лекции, а с другой - выполняет роль целостной экспресс-формы рассматриваемого материала. Первая из названных функций тематического классификатора реализуется в основной части лекции, а вторая - в заключительной. Несоответствие уровня геометро-графической подготовки инженеров в технических вузах современным требованиям производства, уровню развития науки и техники, а её содержания - основным положениям образовательной парадигмы, в частности фундаментальности и целостности, привело к системному кризису данной области знания [1].
В основной части лекции классификатор на бумажном носителе используется в сочетании с записями на меловой доске, а иногда исключает их. В определенных условиях, наряду с другими видами раздаточного материала, могут использоваться электронные версии классификатора. Используя этот комплект средств обучения, лектор ведет последовательное изложение каждого подраздела лекции. ТКТИ способствует эффективному рассмотрению и углублению системы причинно-следственных связей, созданных во вводной части лекции. Способствует соотнесению рассматриваемых частных положений учебного материала лекции с более общими. Здесь тематический классификатор позволяет удерживать в поле зрения обучаемых всю основную систему внутрипредметных связей, что, в свою очередь, ведет к более осознанному и глубокому изучению ими каждого положения лекции. Это позволяет осуществить не только локальный анализ, но и обобщенный синтез новых свойств и качеств. Благодаря использованию ТКТИ активное мышление становится реальным компонентом педагогического акта взаимодействия преподавателя и студента. Все это способствует доказательному рассмотрению содержания каждого отдельного учебного вопроса лекции и его представлению в сознании обучаемых как целостного, логически завершенного основного блока - органической составной части изучаемого материала. Обращение преподавателя, в конце изложения содержания учебного вопроса, к соответствующему основному блоку классификатора позволяет сделать необходимые обобщения и завершить рассмотрение частной проблемы. Важно также и то, что используемый на этапе обобщения результатов рассмотрения учебного вопроса классификатор, помогает зафиксировать в сознании обучаемых путь, пройденный к достижению конечной цели занятия, а также обосновать переход к последующим вопросам темы.
В заключительной части лекции классификатор выступает в роли обобщенной схемы, в которую как бы сводится изложенный по частям материал. Такое обобщение имеет своей целью доказательное подтверждение главной проблемы темы и создание благоприятных условий для последующей деятельности обучаемых по ее самостоятельному углубленному изучению. Наличие классификаторов позволяет лектору исключить простое перечисление выводов, свойственное традиционному (информационно-рецептив-
ному) методу обучения. Лектор, размышляя вслух, подводит к общим выводам студентов путем анализа всей системы основных положений темы, заключенных в тематическом классификаторе.
Таким образом, становится понятным многообразие дидактических функций тематических классификаторов. Они по-разному проявляются на соответствующих конкретных этапах обучения. Однако, для всех этапов ориентирующая функция ТКТИ является общей. На первом (начальном) этапе классификатор позволяет дать общую системную ориентировку в подлежащем изучению учебном материале. На втором (ключевом) этапе классификатор служит опорой для углубленного проблемного рассмотрения содержания обучения. И, наконец, будучи переведенным, в сознание обучаемого учебный материал в форме классификатора всегда готов к применению. Но ведь именно в этом и состоит конечная цель всякого обучения.
Прикладное использование классификатора рассмотрено на примере организации отдельного лекционного занятия по теме «Метод Г. Монжа. Проекции точки. Проекции прямой».
Лекционное занятие, проводимое с использованием тематических классификаторов теоретической информации, состоит как бы из отдельных этапов, звеньев: актуализация известного; изложение нового материала, его анализ и закрепление путем самостоятельной творческой работы под руководством лектора; завершающая систематизация.
Мы рассматриваем обучение на лекционном занятии как процесс интеграции самостоятельной учебно-исследовательской и практической деятельности студента через создание условий для развития его творческой индивидуальности. Это предполагает не только овладение конкретной теоретической информацией, но и выработку умения самостоятельно, опираясь на личный образовательный потенциал, организовывать собственную учебную деятельность.
Тематические классификаторы помогают студенту самостоятельно выстраивать систему знаний. Обучаемый получает новые знания, дополняя их к уже накопленным. Положительный эффект лекции достигается благодаря, сформулированным в экспресс-виде целям и задачам лекции. При проведении лекции с использованием ТКТИ студентам предлагается следующая схема действий. В начале занятия, раздав в индивидуальное пользование распечатки ТКТИ, лектором формулируется учебно-исследовательская задача. Далее лектор активизирует своих слушателей, заставляя их соучаствовать в процессе исследования предложенной информации. Он выступает в роли организатора исследовательской работы студентов и ему принадлежит доминирующая роль. Задача преподавателя - направить мыслительные действия по оптимальному пути в достижении цели. Используя подготовленный перечень контрольных вопросов и последовательно задавая их аудитории, лектор обеспечивает условия для самостоятельного освоения простой или сложной информации. Умение работать с информацией, становиться ключевым интеллектуальным умением, лежащим в любой профессиональной компетенции [2].
На этом этапе проведения лекции решающую роль играет каскад подготовленных лектором проблемных вопросов, опыт и отличное знание предлагаемого материала. Очень важным является умение лектора заинтересовать аудиторию и «держать» ее внимание. Только эти условия помогут исключить «отрицательный» результат мыслительной деятельности студентов. «Под влиянием лекции у студента вырабатывается взгляд на науку, складываются научные убеждения. Лекция организует творческую мысль студентов, заставляет их размышлять над той или иной научной проблемой», - пишет С. И. Архангельский. Тематический классификатор теоретической информации, применяемый на лекционном занятии, создает необходимые условия научной проблемности.
На следующей стадии лекции: решение задач, - использование ТКТИ носит прикладной характер. Лектор предлагает часть уже усвоенного теоретического материала закрепить путем решения практических задач. Таким образом, проверяется степень усвоения студентами учебного материала, нивелируется подготовка отстающих на этом этапе лекции студентов. Деятельность обучаемых по решению задач сориентирована на домашнюю самостоятельную работу и работу на предстоящем практическом занятии. Основной критерий результативности лекции - это умение осуществлять прикладную деятельность, узнавание учащимися материала при его повторном предъявлении, легкость напоминания основных знаний темы при решении задач и выполнении упражнений.
Экспериментальный поток Контрольный поток
С-О-1-Э 3,9 М-О-1-К 3,8
С-О-2-Э 4,0 С-2-1-К 3,7
А-1-1-Э 4,0 С-2-2-К 4,0
А-1-2-Э 4,0 С-9-1-К 3,4
А-2-1-Э 4,4 Т-1-1-К 3,9
А-2-2-Э 3,9 Т-1-2-К 3,9
А-0-1-Э 4,0 Т-2-1-К 4,3
А-0-2-Э 4,2 Т-2-2-К 3,7
С-1-1-Э 4,1 М-9-2-К 3,5
С-1-2-Э 3,8 М-9-1-К 3,7
Среднее значение балла =4,0 Среднее значение балла =3,8
Работа студента с тематическим классификатором теоретической информации продолжается при выполнении домашнего задания по указанной теме лекционного занятия. Итоговое тестирование подготовки студентов по результатам текущей лекции проводилось с использованием экспресс-задания на практическом занятии по одноименной теме. Результат итогового тестирования показал, что качество усвоения материала было лучше в экспериментальных группах, чем в контрольных, где учебный процесс проходил по традиционной методике (Таблица 1).
Использование ТКТИ на лекционном занятии выявило многообразие его функций:
1. Появилась возможность на высоком качественном уровне раскрыть сущность всей изучаемой темы.
2. Исключены трудности срисовывания сложных графических изображений с меловой доски.
3. Созданы условия учебно-исследовательской проблемности.
4. Подготовлена база и сформированы умения к осуществлению прикладной деятельности при выполнении домашних заданий.
Библиографический список
1. Рукавишников, В. А. Геометро-графическая подготовка инженера: время реформ [Текст]/ В. А. Рукавишников. // Высшее образование. - 2008. - № 5. - 24 с.
2. Полат, Е. С. Современные педагогические и информационные технологии в системе образования [Текст]: учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений / Е. С. Полат. - М.: Издательский центр «Академия», 2008. - 368 с.
