Компетентностный подход в графической подготовке студентов

О. А. Маркова, Г. С. Сагдеева

КОМПЕТЕНТНОСТНЫЙ ПОДХОД В ГРАФИЧЕСКОЙ ПОДГОТОВКЕ СТУДЕНТОВ

Ключевые слова: графическая подготовка, компетентностей подход, профессиональная направленность.

Рассмотрен компетентностей подход в графической подготовке студентов. Исследованы некоторые этапы формирования проектно-конструкторской компетентности, изложены некоторые проблемы изучения графических дисциплин в вузе, доказана важность их усвоения в техническом образовании как первых профессионально ориентированных дисциплин.

Keywords: graphic preparation, kompetentnostny approach, professional orientation.

The kompetentnostny approach in graphic preparation of students is considered. Some stages of formation of design competence are investigated, some problems of studying of graphic disciplines in higher education institution are stated, importance of their assimilation in technical education as first professionally focused disciplines is proved.

Высшие учебные заведения нашей страны выпускают огромное количество специалистов, но для современного работодателя высшее образование, являясь непременным требованием, считается недостаточным условием для предоставления рабочего места. Работодатели заинтересованы, чтобы выпускники с первых же дней своей работы проявили свои профессиональные и личностные компетенции, но отмечают у них отсутствие представлений о предстоящих должностных обязанностях и неумение полученные знания применить на практике. Большинство молодых специалистов неспособны к самосовершенствованию, принятию ответственных, нестандартных решений и прогнозированию их последствий, у них нет стремления к карьерному росту и дальнейшему профессиональному становлению [1]. Развивать соответствующие качества и навыки у молодых специалистов - задача высших учебных заведений. В нашем обществе на смену предметноориентированному направлению образования пришло личностно-ориентированное направление, находящее своё выражение в компетентностном подходе.

Реализация такого подхода требует внедрения современных методов обучения и контроля, которые формируют профессиональную компетентность студентов как будущих специалистов и вооружают способами активизации знаний. В графической подготовке студентов одним из таких методов является системный подход к обучению, а именно, необходимо:

- четко определять цели каждого вида работы (при решении задач по начертательной геометрии и выполнении семестровых заданий по инженерной графике);

- в соответствии с целями определять технологии обучения, которые объединяют различные способы, средства и формы обучения (применение прикладных компьютерных программ и классического черчения в эскизных залах);

- обучение студентов проводить с

соблюдением логики умственного развития и достижения определенных компетенций

(использование многоуровневых тестовых заданий) [2].

Под компетентностью понимают владение специалистом набором необходимых для его работы компетенций. Для компетенции характерно наличие знаний и умений (знаю, как надо делать). Для компетентности характерна возможность применять знания и умения (знаю, что надо делать). То есть компетентность - это результат применения компетенций в профессиональной деятельности.

Например, для технолога профессиональная компетенция «Проектировать технологические операции механообработки» предполагает наличие соответствующих знаний (виды деталей, их поверхностей, классификация баз, виды заготовок, назначение и виды технологических документов и др.) и умений (чтение чертежей, анализ

конструкторско-технологических признаков детали и др.). Технолог, обладая данной профессиональной компетенцией, знает, как нужно проектировать соответствующую технологическую операцию. Используя эту профессиональную компетенцию, специалист будет компетентен в области разработки технологических процессов. Компетенция - это характеристика специалиста, а компетентность -характеристика деятельности специалиста. В учебном процессе компетенция прежде всего результат обучения, то есть обучающийся освоил конкретную компетенцию - конкретные знания, умения; приобрёл опыт (профессиональные качества) и продемонстрировал при этом

настойчивость, самостоятельность, ответственность (личностные качества). В профессиональной деятельности для достижения конкретного

результата важна не способность применения знаний, умений и опыта, а степень (уровень) готовности к выполнению должностных

обязанностей [3].

Для реализации системного подхода при графической подготовке студентов в техническом вузе необходимо решать проблемы структуризации и иерархичности изучаемых дисциплин, выявляя различные закономерности и взаимосвязи с целью их более эффективного использования. В содержание образования включаются предметы,

формирующие компетентности будущей

профессиональной деятельности, имеющие

междисциплинарный, интегрированный характер, что позволяет готовить выпускников к профессиональной деятельности в постоянно меняющихся условиях жизни, труда и производства. Межпредметные связи существуют и между циклами дисциплин и между дисциплинами одного и того же цикла.

Графическая подготовка неотделима от вузовской проектно-конструкторской подготовки и является ее начальным этапом. Графические дисциплины считаются одними из самых

«сложных» для освоения на первых курсах. Начальная проектно-конструкторская подготовка студентов в техническом вузе сопряжена со

значительными проблемами и трудностями, поскольку у первокурсников подразумеваются твердые знания по школьным предметам -геометрии и черчению. Однако в последнее время в школьных учебных планах не существует геометрии как самостоятельного предмета, её элементы включены в математику. С черчением дело обстоит еще хуже, теперь оно, вообще, не предусмотрено Министерством образования. В ряде школ черчение присутствует в форме факультатива, остались уроки по нему и в некоторых деревенских школах. В разрез с этим, программы высшего образования по графическим дисциплинам вузов по-прежнему

рассчитаны на наличие школьной подготовки по черчению. В отличие от вчерашних школьников, выпускники колледжей и техникумов обладают определенным уровнем пространственного мышления и достаточными графическими умениями и навыками.

Один из разделов графических дисциплин -начертательная геометрия. Профессиональная подготовка ориентирована на обучение студента проектированию и моделированию различных производственных процессов с применением технических объектов. Все это основывается на формальном описании процессов, что невозможно без знания позиционных и метрических свойств объектов, методов преобразования. Начертательная геометрия прививает знания научных основ построения и исследования геометрических моделей и их графического отображения. Следовательно, ее методы являются теоретической базой для решения задач технического черчения.

Следующий изучаемый раздел графических дисциплин - это инженерная графика. В инженерной графике технический чертеж не только отображает форму и размеры изделия, но и дает различные сведения о внутреннем содержании, материале, шероховатости, покрытии и видах обработки, расположении поверхностей, способах соединений частей изделия и т.д. В результате изучения и усвоения начертательной геометрии и инженерной графики студент на первых курсах должен:

- освоить методы построения изображений элементов любого предмета - точек, линий, плоскостей, поверхностей;

- усвоить способы решения позиционных задач на относительное положение, взаимную принадлежность предметов, определение общих элементов геометрических фигур;

- изучить способы определения

натуральной величины отрезков прямых, плоских фигур;

- уметь выполнять развертки поверхностей;

- научиться выполнять изображения

простых предметов в прямоугольных и

аксонометрических проекциях в соответствии с правилами ЕСКД;

- уметь определять форму деталей по их изображению;

- освоить выполнение изображений крепежных резьбовых изделий - болтов, винтов, шпилек, гаек;

- научиться выполнять чертежи разъемных и неразъемных соединений деталей;

- уметь оформлять эскизы деталей с натуры;

- выполнять изображения деталей по сборочному чертежу изделия;

- читать сборочные чертежи изделий;

- свободно пользоваться учебной и справочной литературой.

Основной целью начертательной геометрии всегда остается развитие пространственного мышления у обучающихся, а также создание теоретической основы для изучения инженерной графики. Вместе с тем, не оспаривая этот факт, отметим, что из психологии восприятия человека известно - способностью к пространственному воображению обладают всего несколько процентов населения, отсюда и появляются серьезные трудности в изучении начертательной геометрии. Но, вспомним, что она возникла из прикладной математической дисциплины и если студентам доходчиво преподносить алгоритмы решения той или иной задачи, сводить всё к изучению правил, методов, способов, то можно попытаться обойтись и без пространственного представления процесса выполнения задач, воображения объекта [4]. Поэтому, наше мнение - «зубрежка» на первых этапах изучения начертательной геометрии не возбраняется, а подкрепление теории графически, дает в обучении положительный результат. Существует и мнение, что студент, хорошо овладевший методами начертательной геометрии, легко будет справляться с работами по инженерной графике. На практике это мнение часто не находит подтверждения. И все же остается неоспоримым тот факт, что методы начертательной геометрии являются теоретической базой для решения задач технического черчения, то есть инженерной графики. Хорошее пространственное воображение студента и умение его фиксировать на чертежах свои конструкторские идеи говорит о становлении творческой личности будущего специалиста.

Элементы начертательной геометрии и инженерной графики входят в курс компьютерной графики. В данном курсе изменен традиционный подход к преподаванию начертательной геометрии,

геометрические модели и алгоритмы решения задач выполняются в 3Б-технологии проектирования. Начертательная геометрия закладывает навыки, помогающие на начальном этапе создания модели формировать ее внешний вид. Так как процесс проектирования имеет такую особенность, как неоднократное возвращение к началу проекта, а на практике к частому изменению внешней формы изделия, то значение развитого пространственного воображения и логических способностей трудно недооценивать. Повторим, что основным препятствием освоения тем начертательной геометрии является сложность восприятия проекционного чертежа, так как проекция формируется в сознании работой мозга, а для обработки графической информации, данной в обобщенном виде, требуется подключение не только логического мышления, но и образного. Используя информационные технологии, например, мультимедиа, можно значительно облегчить восприятие и наблюдать трехмерные модели и соответствующие плоские проекции в реальном режиме времени при изменении точки зрения. Обеспечение курса графической подготовки компьютерными программами позволяет у будущего специалиста сформировать инженерное видение и компьютер берет на себя рутинную часть работы по оформлению чертежей.

Изучение графических дисциплин тесно связано с освоением других дисциплин. Например, в процессе графического обучения студентов предусматривают изучение кривых линий и их проекционных свойств. В обучении химическим дисциплинам часто используют кривые линии, с их помощью можно создавать наглядные химические модели, устанавливать и исследовать функциональную зависимость между различными величинами и параметрами, строить равносильные многокомпонентные системы. С помощью линий удается упростить решение многих научных и инженерных задач. На кафедрах механических и технологических специальностей широко используют приборные методы, результаты которых представляют в виде графиков, то есть обучающийся и здесь занимается анализом кривых линий.

Дипломированный специалист в

профессиональной деятельности не может обойтись без знаний начертательной геометрии, инженерной и компьютерной графики при проектировании и модернизации химико-технологического

оборудования. По самому подробному

теоретическому описанию невозможно достаточно полно представить себе предмет обсуждения, оно не может заменить чертеж, построенный по определенным геометрическим правилам. При изучении графических дисциплин необходима правильная мотивация, добиться которой можно путем приближения изучаемого материала к потребностям будущей специальности студента. Задача преподавателя состоит в том, чтобы постоянно доказывать «нужность» того, что он

преподает. Так при изучении тем начертательной геометрии «Поверхность», «Развертка» студентам объясняют, что с помощью способа развертки фигура, полученная в результате совмещения развертываемой поверхности с плоскостью,

является основой для построения выкроек деталей из листового материала на производстве. По этим выкройкам путем свертывания или соединения с помощью сварки, пайки, клейки, клепки придается форма поверхности изделий. Будущим специалистам разъясняют, что именно так изготавливают наиболее распространенные

элементы машин и аппаратов химикотехнологических производств, а именно: трубопроводы, купола, кожухи, резервуары, реакторы, теплообменники, колонны и др. Студентам указывают на практическую применимость в дальнейшем полученных знаний и умений. Знания поверхностей, построения их

разверток дают возможность старшекурсникам лучше представлять форму и конструкцию изделий при изучении специальных дисциплин и

выполнении курсовых и дипломных проектов [5].

Аппараты и механизмы различных конструкций, в основном, представляет собой коническую и цилиндрическую поверхности. Конструкции реакторов, теплообменников, колонн требуют надежного и прочного соединения поверхностей, поэтому изучение рассмотренных выше тем начертательной геометрии тесно связано с изучением в дальнейшем темы «Разъемные и неразъемные соединения» инженерной графики. Постоянное использование подобных примеров позволяет уже на ранних стадиях обучения привить студентам интерес к будущей специальности через преподавание графических дисциплин. Вся деятельность преподавателя направлена на глубокое усвоение студентами программного материала и формирование умения использовать изученный материал в дальнейшем.

Можно выделить три уровня графической и проектно-конструкторской подготовок студентов в зависимости от личных качеств и способностей:

- первый, самый простой, предполагает изучение алгоритмов решения задач и существующих конструкций устройств и механизмов и умение повторить решение, известные действия, спроектировать аналогичные конструкции, адаптировать существующие устройства к конкретным производственным условиям;

- на втором студенту предлагается ввести в алгоритм не совсем стандартное решение задачи, внести в конструкцию изменения, направленные на совершенствование, это может быть как заимствование из других конструкций, так и разработка самого студента;

- третий, самый высокий уровень,

подразумевает овладение творческой деятельностью в решении проблемных задач, проведение развернутого анализа существующих

конструкторских решений и самостоятельную

разработку на его основе оригинальной конструкции устройства.

Дисциплина «Детали машин» опирается на знания правил и приёмов инженерной графики. Задача данного курса - дать рекомендации по методам, правилам и нормам проектирования для обеспечения выбора наиболее рациональных материалов, форм, размеров, степени точности и шероховатости поверхности, технических условий, исходя из заданных условий работы деталей машины. Целью курса является развитие инженерного мышления с точки зрения изучения современных методов, правил и норм расчёта конструирования деталей и сборочных единиц машин общего назначения. Знание тем деталей машин позволяет приступить к изучению цикла специальных дисциплин, в которых излагаются основы теории, расчёта, конструирования и эксплуатации машин соответствующего назначения. Курсовой проект по дисциплине «Детали машин» является важной самостоятельной работой студента, так как прививает ему навыки изобретательства, рационализации, пользования технической литературой.

Еще раз отметим, что содержание графической начальной подготовки тесно связано с изучением ряда дисциплин. При изучении деталей машин и теории механизмов и машин студенты выполняют механические расчеты, наносят технологические параметры обработки изделия и создают курсовой проект. При усвоении учебного материала дисциплин «Процессы и аппараты химических производств», «Гидравлика»,

«Термодинамика и теплотехника» студенты производят технологические расчеты различных процессов и оборудования. И даже при экологических расчетах используют геометрические чертежи моделей. Студент, занимающийся проектно-конструкторской деятельностью, способен применять свои способности в различных ситуациях и разных сферах деятельности. Курсовые проекты, выполняемые во второй половине вузовского обучения, имеют огромное значение в системе подготовки высококвалифицированных,

компетентных специалистов. Осуществление проектов позволяет закрепить полученные теоретические знания на практике и приблизить обучение к реальной профессиональной деятельности, развивает умение студентов читать, понимать и грамотно выполнять чертежи. Исходным материалом для проектных работ являются материалы производственных практик.

Постепенно усложняющиеся курсовые проекты плавно подводят студентов к выполнению дипломного проекта. Дипломный проект обязательно состоит из трех частей -конструкторской, технологической и

исследовательской, что обусловлено особенностями решаемых технических задач. Известно, что даже самую простую производственную проблему нельзя решить силами только технологов, или только конструкторов, всегда нужен целостный подход с

элементами исследовательской деятельности. При выполнении дипломного проекта студент решает поставленную перед ним актуальную производственную задачу, взятую с действующего предприятия. Этим достигается две цели: максимальная приближенность к производственной действительности и максимальная

самостоятельность в работе.

Современные требования, предъявляемые к вузовской подготовке, предполагают наличие у выпускника специальных компетенций

(общекультурных (ОК), профессиональных (ПК)), определяющих владение собственно

профессиональной деятельностью на достаточно высоком уровне и готовность к инновациям в профессиональной области [6]. Проектноконструкторская компетентность понимается как личностная, формируемая характеристика способности и готовности специалиста,

проявляющаяся в проектировании на основе владения специальными знаниями и умениями и использовании современных технологий и средств, а также в наличии обоснованного выбора и оптимизации с учетом быстрого изменения технологий.

Успешность деятельности специалиста

определяется не только знаниями и умениями, но и степенью (уровнем) сформированности его профессиональных качеств. Выпускник

технического вуза:

- определяет цели и задачи проекта;

- анализирует поставленную проектноконструкторскую задачу;

- выявляет приоритеты решения подзадач

проекта;

- строит структуру взаимосвязей

реализации отдельных подзадач;

- разрабатывает эскизы;

- разрабатывает рабочие чертежи;

- проводит технико-экономические расчеты;

- осуществляет обоснованный выбор проектных решений;

- разрабатывает проект с учетом конструкторских параметров;

- использует техническую документацию;

- разрабатывает графическую техническую документацию;

- использует компьютерную технику и программные продукты для эффективного решения проектно-конструкторских задач.

Дипломный проект, содержащий комплект конструкторской документации и включающий в себя все этапы проектирования и конструирования, завершает вузовскую конструкторскую подготовку. Студент при выполнении дипломного проекта реализует, а при его защите демонстрирует приобретенные за годы обучения геометрографические навыки и умение грамотно доносить до других собственные технические идеи. Компетентным специалистом, обладающим проектно-конструкторскими навыками, способным решать инженерно-технические задачи станет тот,

кто усвоит взаимосвязь между фундаментальными, прикладными, общетехническими и специальными знаниями.

Графическая подготовка закладывает основу проектно-конструкторской компетентности будущих специалистов, графические предметы являются первыми профессионально

ориентированными дисциплинами, с которыми сталкивается студент. Именно профессиональная направленность побуждает студентов к

самостоятельности, самообразованию, способствует приобретению обязательных умений и навыков. В обучении она проявляется как постоянное

стремление будущих специалистов овладеть всеми необходимыми знаниями и выражается в отношении к своей будущей трудовой деятельности. Профессиональная направленность студента в обучении в дальнейшем перерастет в

профессиональную компетентность специалиста [7]. Успехи в освоении графических дисциплин служат

индикатором будущей профессиональной состоятельности, так как невозможно представить себе современного дипломированного специалиста, не владеющего графическим языком.

Литература

1. О.И. Литвинова, Т.А. Каркошкина, Креативная экономика, 34, 10, 22-26 (2009).

2. Н.В. Федотова, Г.В. Ханов, Фундаментальные исследования, 83, 5, 47-48 (2009).

3.М1р://еро.исо7.сот/т<1ех/котре1епсуа_1_котре1еп1;по81/0 -7.

4. А.П. Верхола, Оптимизация процесса обучения в вузе. Высшая школа, Киев, 1979.176 с.

5. Ю.Л. Зотов, Т.А. Шипаева, Вестник высшей школы, 2, 24-26 (2002).

6. Д.В. Елизаров, Вестник КГТУ, 27, 3, Ч.1, 108-111 (2009).

7. Е.Ю. Елисеева, Высшее образование сегодня, 28, 9, 84-85 (2007).

© О. А. Маркова - канд. пед. наук, доц. каф. техники и физики низких температур НХТИ КНИТУ, о^атагкоуа62@таП.га; Г. С. Сагдеева - соиск. каф. методологии инженерной деятельности КНИТУ.