Е. В. Афонина Брянский государственный технический университет
| Вид материала | Документы |
| Инновационный подход в обучении геометро-графических дисциплин в технических вузах Интегративный подход к обучению студентов вуза графическим дисциплинам |
- Уважаемый коллега!, 100.29kb.
- Осрб 1-36 04 02-2008, 702.53kb.
- Название «Оптимизация многоэкстремальных функций на основе кластерной модификации генетического, 52.46kb.
- Мероприятия гоу впо «Брянский государственный технический университет» по празднованию, 81.02kb.
- Г. А. Шмулев Брянский государственный технический университет, 64.54kb.
- «Астраханский государственный технический университет», 377.57kb.
- Самарский государственный технический университет научно техническая библиотека, 378.58kb.
- Культурные репрезентации в структуре этнической идентификации, 255.68kb.
- -, 1043.2kb.
- "Философские науки", 789.13kb.
ИННОВАЦИОННЫЙ ПОДХОД В ОБУЧЕНИИ
ГЕОМЕТРО-ГРАФИЧЕСКИХ ДИСЦИПЛИН В ТЕХНИЧЕСКИХ ВУЗАХ
О. В. Молоткова
Самарский государственный технический университет
E-mail: eg@samgtu.ru
В «век информации и коммуникации», система образования переживает некоторые изменения. Преподаватели получили свободу в выборе форм взаимодействия с обучаемыми. Речь идет о выборе подходов к изучению той или иной дисциплины с учетом индивидуальных возможностей и потребностей студентов, обучении студентов в ходе дискуссий, совместном проектировании и критическом анализе полученных результатов, нестандартном взгляде на стоящие проблемы.
Теперь в учебных заведениях, даже традиционные аудиторные формы работы наполняются новым содержанием, поскольку время, сэкономленное благодаря применению информационных и коммуникационных технологии, может быть отдано личному общению педагогов и обучаемых, крайне необходимому для их профессиональной подготовки.
В системе технического образования инженерная графика является одной из основных составляющих, определяющих в последствии и техническую культуру специалиста. Однако методика преподавания дисциплин нуждается в постоянном и кропотливом совершенствовании, в переосмысливании всего накопленного ею методического материала с целью приведения его в стройную систему в соответствии с уровнями развития технических, педагогических, психологических, социальных запросов общества к содержанию инженерного образования.
Начертательная геометрия, инженерная графика – предметы, которые развивают пространственное мышление, обучают технически грамотному изложению производственных решений в системе технического образования.
Эффективность геометро-графических курсов определяется, с одной стороны, фундаментальностью научных положений, а с другой – связью его содержания с деятельностью инженеров данного профиля.
Развитию методики преподавания, обогащению содержания курса инженерной графики способствует развитие компьютерной графики. «Выживаемость» курса при этом объективно оказалась в зависимости от возможности органического сочетания в его рамках классических графических методов с новыми, которые напрямую связаны с ПЭМ для реализации многообразия графических задач.
В настоящее время это направление получило интенсивное развитие. Все это позволяет наметить первоочередные направления совершенствования традиционных методик преподавания графических дисциплин на основе современного потенциала предмета.
Для информационных технологий обучения в зарубежной практике принята следующая терминология: компьютерное программированное обучение, изучение с помощью компьютера, изучение на базе компьютера, оценивание с помощью компьютера, компьютерные коммуникации. Все эти обучения должны соответствовать основному требованию – это легкость и естественность, с которым обучающий может взаимодействовать с учебным материалом.
Кафедра Инженерной графики Самарского государственного технического университета в качестве эксперимента разработала методику изучения начертательной геометрии и инженерной графики с помощью чертежно – графического редактора КОМПАС–ГРАФИК. Так как студенты выполняют все графические задания в аудитории, домашнего задания практически нет, поэтому такой подход им очень нравится. У них появился интерес к предмету, они ощутили необходимость изучения геометро – графических дисциплин с помощью компьютера, повысилась посещаемость. Конечно, столкнулись со многими трудностями, начиная от неумения студентов элементарно владеть компьютером до нехватки количества часов, выделенного на занятия, поскольку в эти часы нужно было научить студентов и компьютерной графике и нашей дисциплине. А самое главное преподаватель столкнулся с необходимостью создания методических средств обучения, возникла потребность в электронных учебниках.
Конечно разработка программного обеспечения дорогостоящее дело, так как для этого необходима совместная работа высококвалифицированных специалистов: психологов, преподавателей – предметников, компьютерных дизайнеров, программистов.
Но в нашем университете решили эту проблему с помощью инициативных студентов, которые со своими разработками программного обеспечения выступают на студенческих конференциях. Разработано очень много электронных учебников, которые уже используются в процессе обучения. Практически все кафедры используют тесты на компьютерах для оценки качества усвоения знаний.
Характерной особенностью этой системы образования является то, что она выступает, с одной стороны потребителем, пользователем, а с другой – создателем информационных технологий, которые впоследствии используются в самых различных сферах.
Конечно за современными информационным технологиями большое будущее, так как они универсальны и многофункциональны, но не нужно забывать, что развить у студентов пространственно – графическое мышление невозможно используя только компьютер. Нужно чтобы студент умел работать «карандашом». Ведь для того, чтобы достичь высокого уровня сформированности некоторых характеристик профессионального творческого мышления необходимо осуществить обучение традиционным графическим приемам эскизирования. Это очень немаловажный фактор, который не позволяет полностью заменить наши традиционные аудиторные занятия компьютерной графикой.
УДК 514.18
ИНТЕГРАТИВНЫЙ ПОДХОД К ОБУЧЕНИЮ СТУДЕНТОВ ВУЗА ГРАФИЧЕСКИМ ДИСЦИПЛИНАМ
Т. С. Москалева, О. М. Севостьянова
Самарский государственный технический университет
E-mail: eg@samgtu.ru
Современное производство предъявляет высокие требования к качеству и содержанию подготовки специалистов. У студентов высшей школы требуется сформировать не только прочный уровень профессиональных знаний, но и развить пространственно-образное и креативное мышление. Поэтому, с начального периода обучения в техническом вузе осуществляется ориентация студентов на поисковое конструирование. И здесь важную роль играют начертательная геометрия, инженерная и компьютерная графика – учебные дисциплины, в которых формируются первые навыки технического проектирования и моделирования.
Графические дисциплины переживают сейчас период коренных изменений, связанных с автоматизацией подсистемы графического обучения САПР. Автоматизация проектирования выделяет графическую деятельность в самостоятельную структурную единицу – подсистему графических средств отображения технической информации. Однако традиционные формы и методы обучения инженерным графическим дисциплинам перестали соответствовать современным требованиям и утратили свою эффективность. Кроме этого, идет тенденция к сокращению часов на изучение графических дисциплин. Поэтому возникает необходимость пересмотра содержания учебных курсов, разработки и внедрения инновационных методов обучения студентов.
На кафедре «Инженерная графика» Самарского государственного технического университета разработаны, апробированы и внедрены интеграционные курсы «Начертательная геометрия и компьютерная графика», «Инженерная и компьютерная графика». Интеграция обусловлена потребностью более высокого уровня систематизации технических знаний, их уплотненности и экономичности, предполагающей устранение дублирования в изложении материала различных учебных предметов, а также необходимостью усиления профессиональной направленности графических дисциплин.
Интеграция возможна только при следующих условиях.
- Объекты изучения, исследования должны совпадать или быть достаточно близкими по содержанию.
- В интегрируемых учебных предметах используется одинаковые или близкие методы исследования.
- Интегрируемые учебные дисциплины строятся на общих закономерностях, общих теоретических концепциях, положениях.
- В интегрируемых учебных предметах используются общие или одинаковые методы деятельности студентов.
Различают частичную и полную интеграцию учебных дисциплин. При частичной интеграции наблюдается слияние большей части учебного материала с выделением специфических глав и разделов или разрабатываются автономные блоки учебных дисциплин объединенных общей программой. При полной интеграции осуществляется слияние учебного материала в едином курсе. При разработке новых учебных курсов «Начертательная геометрия и компьютерная графика», «Инженерная и компьютерная графика» использовалась полная интеграция.
Основной целью интегрированных курсов является обеспечение усвоения студентами взаимосвязанных научных понятий начертательной геометрии, инженерной и компьютерной графики на уровне, достаточном для осуществления алгоритмической и эвристической познавательной деятельности. Для определения содержания курсов «Начертательная геометрия и компьютерная графика», «Инженерная и компьютерная графика» был выделен инвариант – формирование у студентов знаний и графических навыков, необходимых для дальнейшего обучения специальным дисциплинам. При разработке учебной программы интегрированного курса главным аспектом является не только содержание учебной дисциплины, но и то, в какой временной последовательности и в каких формах предъявления информации отражается это содержание. От цели обучения в наибольшей степени зависит выбор методов и средств обучения. Существует несколько путей разработки современной технологии обучения.
- Создание инновационной технологии, в которой имеются новые идеи, элементы, концепции обучения, качественно изменяющие содержание форм, методов обучения и воспитания.
- Разработка комбинационной, интегративной технологии, в которой создается новое на основе комбинации и интеграции известного, варьирования элементов и связей между ними.
На кафедре «Инженерная графика» разработана интегративная технология обучения начертательной геометрии, инженерной и компьютерной графики, в которой информационно–репродуктивное обучение заменяется активно – творческим, продуктивным обучением, способствующим повышению интеллектуального, познавательного и творческого потенциала студентов.
Новая педагогическая технология базируется на оптимальных структурных, объемных и временных сочетаниях ряда эффективных методов обучения и опирается на объективные закономерности в области психологии. В интегративной технологии обучения начертательной геометрии, инженерной и компьютерной графики используются и взаимно сочетаются как традиционные, так и инновационные методы обучения с применением компьютерных технологий. Педагогический опыт показывает, что использование компьютера в учебном процессе должно быть комплексным: на лекциях, практических занятиях, уроках контроля и для организации самостоятельной работы студентов. Тем самым создается компьютеризированная среда обучения, в которой компьютер выступает не только как средство обучения, но и как метод обучения и управления учебной деятельностью.
В интегративной технологии применяют четыре типа учебных занятий: лекции (формирования новых знаний); практические занятия (формирования умений и навыков); систематизации и обобщения знаний, умений и навыков; занятия контроля и коррекции знаний и умений.
Лекции относятся к наиболее важному и ответственному виду учебных занятий. Большой объем теоретического материала, как правило, предоставляется студентам традиционными методами обучения, которыми трудно добиться высокой устойчивости и концентрации внимания студентов. Нарушается обратная связь. Это приводит к пассивности студентов на лекциях.
Применение обучающих мультимедийных программ, при изложении нового учебного материала, существенно повышает качество обучения. На кафедре «Инженерная графика» разработан цикл обучающих мультимедийных программ по интеграционным курсам «Начертательная геометрия и компьютерная графика», «Инженерная и компьютерная графика».
Учебный материал дозируется на определенные порции (укрупненные дидактические единицы), представленные в графическом изображении на слайде, которые воспринимаются как образ в едином пространстве и времени. Использование анимированных фрагментов позволяет наглядно представить весь изучаемый материал, сконцентрировать внимание на отдельных наиболее трудных местах, многократно повторить его быстро, без больших временных и энергетических затрат. Использование компьютерных технологий сокращает время на изложение учебного материала, позволяет рассмотреть множество примеров, применить методы проблемного обучения. Для формирования у студентов основных компонентов системного объемно-пространственного мышления на экран проецируются объемные модели, созданные в «Компас - 3D». Учебный материал проецируется с помощью видеопроектора на большой экран.
Обучающие мультимедийные программы применяются и в качестве «компьютерного консультанта», при подготовке студентов к практическим занятиям и к экзаменам. Для этого используются гиперссылки между кадрами и «горячие» кнопки. В этом случае студент перестает быть пассивным получателем информации и становится активным участником учебного процесса. Для лучшего усвоения содержания в обучающие программы введены звуковые файлы. Такие программы дают возможность организации многократных повторений и высокую доступность изучаемого материала. Изобразительность видеоряда, сочетание аудиальной и визуальной репрезентативных систем модальностей создает оптимальные условия формирования у студентов прочных знаний.
Практические занятия по интегративным курсам «Начертательная геометрия и компьютерная графика», «Инженерная и компьютерная графика» проводятся в среде «Компас-график» и «Компас-3D».
Для формирования у студентов умений и навыков работы с графической программой используется алгоритмический метод обучения (алгоритм-предписания, алгоритм-описания и алгоритм-распознавания).
При разработке дидактического материала по начертательной геометрии определена группа задач, которые необходимо решать в едином пространстве и времени. Задачи объединяются и рассматриваются в виде целостного задания, которые одновременно выводятся на экран монитора. Это так называемые «бинарные» и «четверные» задачи. После графического изображения задач в виде матрицы студенты непроизвольно сравнивают их, определяют схожесть и различие каждой задачи, обобщают, а затем устанавливают зависимость между параметрами графических элементов. Работая над системой задач, расположенных в матрице, студенты формируют целостный графический образ.
Для проведения практических занятий по интегрированному курсу «Инженерная и компьютерная графика» разработан дидактический материал, состоящий из заданий-модулей. Система заданий обеспечивает гарантированное усвоение учебного материала определенным контингентом студентов на заданном уровне. Первый модуль заданий выполняется по алгоритму – предписанию, при выполнении которого у студентов формируются знания – «знакомства», затем знания – «копии». При выполнении второго модуля – заданий студенты самостоятельно составляют алгоритмы-описания, в которых заключена точная последовательность операций. На этом этапе преподаватель должен осуществлять пооперационный контроль действий студентов. Проверяются не только конечные, но и промежуточные результаты. Выполнение последующих модулей – заданий требует от студентов продуктивной деятельности. Последовательность выполнения модульной системы заданий способствует повышению уровня усвоения знаний по инженерной и компьютерной графике.
Для приобщения студентов к творческой, исследовательской деятельности предлагаются задания и задачи на конструирование модели, с использованием «Компас-3D». Данная компьютерная программа позволяет вести сравнение, анализ форм, поиск оптимального варианта изображения объекта путем изменения параметров. Различные варианты модели создаваемых изделий фиксирует определенные этапы мыслительной деятельности студента-конструктора, основанной на психологическом механизме «синтез через анализ». В результате работы над конструкторскими заданиями и задачами по пространственному моделированию студенты учатся разрабатывать и синтезировать, прогнозировать динамику и тенденции развития объекта. Только в этом случае процесс формирования профессиональных навыков приобретает целесообразный характер, а графические работы студентов выступают как информационные графические модели и являются необходимым условием развития интеллектуальных качеств и креативности мышления студентов.
Диагностика и контроль знаний, умений, навыков студентов составляет важную часть учебного процесса. Результативность проверки во многом зависит от сочетания методов, средств и видов проверки, от ее содержания, организации и систематичности. В интегративной технологии обучения начертательной геометрии и инженерной графики оптимально используются диагностика и контроль различными методами, на каждом этапе обучения студентов, тем самым гарантируется успешность усвоения учебного материала.
Проведенный лонгитюдный психолого-педагогический мониторинг подтвердил, что использование интегративной технологии обучения начертательной геометрии, инженерной и компьютерной графики позволяет повысить качество обучения студентов.
УДК 515.2