CC BY
55
bbOff ОБРАЗОШП!
СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ГЕОМЕТРО-ГРАФИЧЕСКОЙ ПОДГОТОВКИ СТУДЕНТОВ ТЕХНИЧЕСКИХ УНИВЕРСИТЕТОВ
Е.И. Шангина
В статье рассмотрены проблемы и тенденции развития современного высшего образования, требования, предъявляемые к будущим инженерам. Раскрыты процессы возникновения вопросов, связанных с необходимостью преобразования начертательной геометрии в теорию геометрического моделирования. Рассмотрен принцип построения геометро-графических дисциплин в современных условиях.
Ключевые слова: геометро-графические дисциплины, начертательная геометрия, теория геометрического моделирования.
Examined in the article are problems and trends of development of the modern higher education, requirements presented to future engineers. Processes of arising questions associated with necessity convert of descriptive geometry to theory of geometry modeling are revealed. The principle of structuring geometry-graphics disciplines in modern conditions is examined.
Key words: geometry-graphics disciplines, descriptive geometry, theory of geometry modeling.
Высшее профессиональное образование (ВПО) в последнее время сталкивается с серьезными проблемами. Одна группа проблем связана с изменением в представлении общества о целях образования, приведшим к появлению новой образовательной парадигмы (НОП), которая ставит в центр внимания задачу воспитания гармонически развитой личности, способной к самореализации и самоопределению в пространстве современного общества. От образования сегодня ожидают двух одинаково ценных результатов: с одной стороны, вооружения обучающихся хорошо органи-
зованными и систематизированными знаниями, а с другой — развития у них особых умений интеллектуальной деятельности и особенно овладения способом широкого переноса знаний на новые ситуации. Основой этого способа является прием установления различного рода связей: логических, функциональных, внутридисципли-нарных и междисциплинарных. Наличие междисциплинарных знаний позволяет студентам осознавать значимость изучаемых дисциплин в их взаимосвязи и взаимодействии, что необходимо для глубокого научного познания и теоретического осмысле-
ния различных явлений и процессов. В итоге формируются способности к синтезу знаний из различных областей, рассмотрению всех объектов и явлений в их взаимодействии и развитии, что обеспечивает последующую эффективную профессиональную деятельность с учетом быстрого изменения содержания труда и обновления прикладных задач.
Эти современные представления о цели ВПО находятся в противоречии с сегодняшней практикой обучения, в массе своей ориентированной на узкоспециализированную подготовку специалистов. Для преодоления этого противоречия требуется разработка новых подходов к организации учебно-познавательной деятельности студентов, поскольку эффективная организация таковой способна не только создать условия для повышения качества обучения, но и для развития профессиональных качеств личности, творческих способностей, самостоятельности и активности [1].
Другая группа проблем обусловлена изменениями требований к характеру и качеству профессиональной подготовки специалистов, возникшими вследствие увеличения скорости информационных процессов, сопровождающих изменения в социально-экономическом и техническом развитии общества. Эти проблемы выражаются в появлении новых типов теоретических и практических задач, отличающихся системным и междисциплинарным характером, нестандартностью, эвристичностью, глобальностью возможных последствий. Такие задачи не имеют простых и однозначных решений, а это требует
существенного изменения характера всей профессиональной деятельности будущих инженеров и обусловливает необходимость подготовки специалистов, способных творчески мыслить, структурировать инварианты знаний, строить модели, неформально запоминать отдельные формулы, схемы, факты и положения, сами по себе имеющие малую познавательную ценность. Динамика жизни требует освоения эффективных методов творчества в короткие сроки (часто без отрыва от производства), причем без перегрузки (по Р. Декарту, «с наименьшей тратой умственных сил»). В настоящее время ведутся активные исследования как по созданию современной модели специалиста, так и по реализации этой модели на практике [2].
Следует отметить группу проблем, порожденных постоянным расширением спектра форм профессиональной деятельности и современным уровнем развития науки. В них ярко выражена интеграция общественных, естественнонаучных и технических знаний, специфика которых уже не позволяет использовать в готовом виде имеющиеся методические наработки. В частности, учебник, по-прежнему выступающий как основной инструмент методического обеспечения и источник знания, должен иметь не только обучающий, но и развивающий характер, тем самым помогая студенту на основе ранее усвоенных знаний формировать новые, которые в дальнейшем входили бы в интеллектуальный аппарат личности и применялись в процессе самостоятельных поисков и открытий. Для преодоления этого противоречия требуются как разра-
ботка особой нетрадиционной организации изучаемого материала, так и новые формы его изложения.
Отмеченные проблемы, как уже было сказано, объективно порождены процессами, происходящими на современном этапе развития общества. Они отражаются не только на общей концепции построения ВПО, но и на характере и стиле преподавания практически любой дисциплины, реализующей тот или иной фрагмент образования. Особое место занимают дисциплины, предназначенные по своей сути обеспечивать междисциплинарные связи. К таковым, без сомнения, относится начертательная геометрия (НГ), ибо ее назначение — обеспечить преподавание целого ряда спецкурсов в техническом университете. Начертательная геометрия введена в реестр специальностей 05.01.01 — Инженерная геометрия и компьютерная графика (согласно паспорту специальности, разработанному ВАК РФ). Инженерная геометрия включает в себя традиционные разделы начертательной геометрии и инженерной графики, которые являются одной из теоретических основ компьютерной геометрии и графики, и обеспечивает геометро-графическую подготовку специалистов в техническом вузе.
Тем не менее, необходимо отметить заметную в последние десятилетия тенденцию сокращения объема часов, отводимых на изучение курса начертательной геометрии и инженерной графики. Эта тенденция имеет как объективные, так и субъективные причины:
— общепринятое мнение о начертательной геометрии как обеспечивающей дисциплины лишь курса черче-
ния нередко дает основание считать ее значение в области образования постепенно снижающимся в связи с широким внедрением компьютерной графики в учебный процесс и инженерную практику;
— считается, что графические методы решения задач, изучаемые в традиционном курсе начертательной геометрии, потеряли свое прикладное значение и, в лучшем случае, служат лишь развитию пространственного мышления студентов;
— начертательная геометрия могла бы быть обеспечивающей дисциплиной при изучении ряда спецкурсов или разделов по математическому моделированию объектов и процессов, но искусственный отрыв НГ от смежных математических дисциплин и отнесение ее к общеинженерным дисциплинам лишает ее этой возможности;
— неправильная организация учебного процесса и методика обучения (чрезмерное увлечение компьютерно-графическим компонентом НГ) не способствуют формированию геометро-графической культуры и творческой мысли современного инженера, что, в свою очередь, отрицательно влияет и на студентов, у которых пропадает всяческий интерес к изучаемому предмету, порождает неумение объяснить свои действия и ведет к копированию чужих работ.
Приведенные выше суждения являются, на наш взгляд, следствием довольно парадоксальной ситуации — несмотря на обилие методологических исследований и публикаций по НГ, в настоящее время нет общепринятой системы представлений о НГ как о раз-
деле математики, изучающей теорию методов геометрического моделирования (ТГМ) пространств или еще шире — многообразий различного числа измерений и различной структуры. В то же время, выработка таких представлений облегчается тем, что определенный круг геометрических представлений уже исторически и естественным образом сложился на практике. Более того, любой специалист, достойно для своей профессии знающий начертательную геометрию, наряду с такими понятиями как чертеж, проекция, прямая, плоскость и др., должен владеть ключевыми понятиями ТГМ: модель, отображение, пространство, размерность, пропорциональность, симметрия и др.
Глубокое знание специалистом ТГМ проявляется в умении строить полную цепочку использования компьютера: реальная ситуация, геометрическая модель, включающая проверку корректности условия построения модели (параметризация геометрических множеств, их размерность), алгоритм, анализ результатов. Поэтому основными целями геометро-графической подготовки специалистов являются: обучение умению ставить геометрические задачи (иными словами, обучать переводу реальной ситуации задачи на геометрический язык — визуально-образный); строить геометрические модели, выбирать подходящий математический (геометрический) метод и алгоритм решения задачи, на основе проведенного анализа вырабатывать практические выводы.
Обучение построению полной цепочки использования компьютера наиболее глубоко отражает суть меж-
дисциплинарного обучения моделированию на основе ТГМ, обеспечивающей естественные связи математики, информатики и других дисциплин.
Кроме этого, особый пласт анализов знаниевых систем (теорий) представляют его трактовки как знаковых, текстовых, языковых, категориально-семантических организованностей, вписывающие знаниевые системы в «смысловую рамку» междисциплинарной культуры. Независимо от теоретико-методологических (дисциплинарных) ориентаций и конкретных задач подобных анализов, речь в них идет о конструировании знания как системы значений и способов кодирования в контекстах форм семантизации реальности, образующих ее «язык». При этом под языком науки может пониматься система отношений, в которой организуются все смысловые конструкции — восприятия, представления, образы, понятия и т.д. Таким образом, знание анализируется в своих семантических моделях. Преимущество таких моделей представления знаний заключается, с одной стороны, в их удобстве для описания определенных областей знаний, когда выделяются основные (с точки зрения задач) объекты предметной области и/или система понятий, в которых будут анализироваться конкретные ситуации, а также описываются свойства объектов (понятий) и отношения между ними. С другой стороны, сочетание различных моделей обеспечивает создание новых, более эффективных, моделей представления знаний, лежащих в основе формирования междисциплинарного языка «единой» науки,
в фундаменте которой лежит идея когнитивной формализации знаний. В настоящее время разработкой этих идей занимается когнитивная психология, сближающая теорию методов геометрического моделирования с моделированием в когнитивной графике, позволяющая сочетать строгость логико-математической формализации знаний с точным учетом когнитивных характеристик человека.
Таким образом, приходится констатировать, что в настоящее время геометро-графическое образование студентов находится в глубоком кризисе. Связано это, прежде всего, с отставанием уровня развития дисциплин, изучаемых в учебных заведениях, и уровнем развития науки, техники, производства. Традиционно сложившаяся система преподавания НГ не учитывает современного развития общества, характеризующегося интенсивной разработкой новых направлений, подходов, идей во всех сферах человеческой деятельности. Поэтому необходимо разработать современный подход к обучению геометро-графическим дисциплинам.
В настоящее время тенденции в развитии образования обусловлены необходимостью интеграции знаний, глобализацией социальных проблем, потребностью междисциплинарного синтеза. Путь обучения через междисциплинарный подход способствует формированию у студентов нестандартности мышления, способности принимать правильные решения, возникающие на стыке различных областей, видеть взаимосвязь фундаментальных исследований, технологий и потребностей производства
и общества, умения оценить эффективность той или иной инновации и организовать ее практическую реализацию. Все это содействует созданию когнитивной базы профессиональной культуры и профессионального мастерства будущего специалиста.
В ходе анализа междисциплинарного подхода к образованию целесообразно выделить два уровня рассмотрения. Первый, или высший уровень целостности, являющийся конечной целью новой образовательной парадигмы, который может быть достигнут в ходе длительной эволюции развития взаимодействия естественных, гуманитарных и технических дисциплин, -создание идеала целостной культуры. В настоящее время об этом уровне целостности можно говорить как о тенденции, к которой должно стремиться образовательное пространство. Несмотря на сложность и многоплановость решения данной проблемы, тенденция междисциплинарности научного знания нашла свое наиболее полное воплощение в новой научной дисциплине (парадигме, мировоззрении) — синергетике, которая занимается динамикой развития сложных систем, их свойствами и выявлением определенных закономерностей в эволюционировании таких систем, характеристики которых выражаются изменяющимися во времени и в пространстве переменными. Приложения синергетики находят свое отражение в науках о головном мозге и комплексе наук, называемых когнитивными. Синергетика подтверждает общность закономерностей и принципов самоорганизации самых разных сложных систем (физических, химических,
биологических, технических, экономических, социальных). В связи с чем представляется, что Мир един, а разные науки и входящие в них теории изучают только разные аспекты этого единого Мира. Вот почему важнейшие открытия делаются, как правило, на стыках наук. Сам человек создал для удобства разные научные теории, а «природа не знает деления на науки» [3].
В настоящее время наблюдается тенденция повышения внимания ученых к возможностям использования синергетического подхода к проблемам подготовки будущих специалистов — выпускников вузов. Участники Международного Московского синергетического форума отмечают, что «синергетический образ мышления приобретает все возрастающее значение в школьном и университетском образовании...» [4, с. 148-152]. Синергетика при этом трактуется как теория самоорганизации.
Вместе с тем, необходимо отметить, что становление целостности всего образования невозможно без решения более узких задач, которые могут получить решение в ближайшее время. Второй уровень целостности в образовании можно считать достигнутым, если дисциплины представляют не просто совокупность традиционных курсов, а образуют единую систему, ориентированную на построение междисциплинарной методологии, основанной на выявлении универсальных методов конкретных дисциплин, с помощью которых можно эффективно решать задачи в самых различных областях человеческой деятельности. «Здесь ход от метода, а не от задачи. .так на этапе моделирования вне-
дряется в жизнь математика — язык междисциплинарного общения, но об этом давно забыли, и обычно говорят о естественнонаучных подходах» [5, с. 91]. В этом контексте возникает задача освоения пространства методов моделирования, то есть построения формального описания того, как целостная система устроена, как система возникла и изменяется.
Одним из путей совершенствования геометро-графического образования студентов является пересмотр принципов формирования системы представлений о начертательной геометрии, преобразуя эту дисциплину из сугубо служебной, обеспечивающей чертежно-проектную деятельность, в дисциплину, развивающую у студентов способности к геометрическому моделированию, умению строить визуальные модели, позволяющие упрощать процесс решения задач в различных областях деятельности. Представленные в статье выводы служат основой для дальнейших исследований в области теории и методики преподавания геометро-графических методов в технических вузах.
Литература:
1. Актуальные проблемы графической подготовки в высшем профессиональном образовании: материалы Всероссийского совещания заведующих кафедрами инженерно-графических дисциплин вузов РФ. 21—24 июня 2006 г. - Казань: Изд-во Казан. гос. тех. ун-та, 2006. — 268 с.
2. Состояние, проблемы и тенденции развития графической подготовки в высшей школе: сборник трудов Всероссийского совещания заведующих кафедрами графических дисциплин вузов РФ, 20 — 22 июня 2007 г., г. Челябинск: в 2 т. — Челябинск: Изд-во ЮУрГУ, 2007. — 547 с.
3. Савельев А., Ромашова Е. О будущей доктрине высшего образования. — М., 1998. - С. 9—13.
4. Вопросы философии.— 1996.— №1.— С. 148—152.
5. Синергетика и психология: Тексты: Выпуск 3: Когнитивные процессы: под ред. В.И. Аршинова, И.Н. Трофимовой, В.М. Шендяпина. — М.; Когнито-Центр, 2004. — 416 с.
ДИФФЕРЕНЦИРОВАННЫМ ПОДХОД К ОБУЧЕНИЮ СТУДЕНТОВ НЕЯЗЫКОВОГО ВУЗА ИНОЯЗЫЧНОМУ МОНОЛОГИЧЕСКОМУ ВЫСКАЗЫВАНИЮ
С.М. Лобашова
В статье представлены результаты пилотного эксперимента по апробации модели дифференцированного подхода к обучению студентов неязыкового вуза иноязычному монологическому высказыванию. Установлено, что применение комплекса дифференцированных упражнений, учитывающих личностно-типологические особенности субъектной регуляции деятельности, обеспечивает эффективность формирования необходимых навыков и умений.
Ключевые слова: дифференцированный подход, типы субъектной регуляции деятельности, обучение иноязычному монологическому высказыванию, дифференцированные упражнения.
The article discusses the results of the pilot experiment on approbation of the model of differential approach to instruction of non-linguistic students in a foreign language monologue. It has been proved that application of a set of differential exercises taking account of personal typological characteristics of subjective regulation of activity provides effective development of necessary skills.
Key words: differential approach, types of subjective regulation, instruction in a foreign language monologue, differential exercises.
В современной педагогике проблема эффективности обучения часто связывается с возможностью реализации дифференцированного подхода к обучению. Однако при осуществлении дифференцированного подхода встает вопрос, какой набор качеств положить в основу деления учащихся на группы. Среди большого количества психологических характеристик личности мы остановились на тех, которые в наибольшей степени соответ-
ствовали цели нашего исследования. Существенную помощь в нашем выборе оказали теоретические и экспериментальные данные исследований особенностей субъектной регуляции деятельности (Г.С. Прыгин, 1984, 2006).
Выделенный Г.С. Прыгиным комплекс личностных качеств включает в себя такие характеристики, как целеустремленность, развитый самоконтроль, рефлексия, способность самостоятельно оценивать внешние
