Организация самостоятельной инженерно-графической подготовки студентов бакалавриата

УДК 37.047:358.2

организация самостоятельной инженерно-графической подготовки студентов бакалавриата

О. В. Жуйкова

В статье рассмотрены особенности инженерно-графической подготовки студентов бакалавриата, обусловленные переходом системы инженерного образования на федеральные государственные образовательные стандарты третьего поколения. Представлены используемые в Ижевском государственном техническом университете имени М. Т. Калашникова формы обучения и виды самостоятельных работ с привлечением информационных технологий, позволяющих оптимизировать графическую подготовку бакалавров в техническом вузе.

Ключевые слова: самостоятельная работа студентов; графические дисциплины; информационные технологии; интерактивное обучение.

В настоящее время выпускник и других качеств, развитие которых технического вуза с квалификацией является одной из задач обучения и

бакалавр должен обладать такими профессионально значимыми качествами, как склонность к инженерной деятельности, профессиональная грамотность, творческий подход к выполняемой работе, развитие пространственного мышления, умение ориентироваться в конструкторской и технологической документации, умение пользоваться компьютерными системами автоматизированного проектирования, готовность к постоянному самообразованию, саморазвитию и принятию креативного решения.

Существенное влияние на формирование профессиональной графической грамотности оказывают графические дисциплины. Обучение указанным дисциплинам в Ижевском государственном техническом университете имени М. Т. Калашникова (ИжГТУ) начинается с начертательной геометрии и инженерной графики. Дисциплина «Начертательная геометрия. Инженерная графика», изучаемая на I курсе, закладывает фундамент инженерного образования и способствует усвоению смежных дисциплин (детали машин, теоретическая механика, основы взаимозаменяемости и др.). При этом достигаются такие цели, как расширение общенаучного кругозора студентов, формирование навыков логического мышления, внимательности, наблюдательности, аккуратности

воспитания в техническом вузе, в том числе в рамках бакалавриата.

В связи с переходом системы инженерного образования на федеральные государственные образовательные стандарты третьего поколения к процессу подготовки, в частности инженерно-графической, предъявляются новые повышенные требования [5]. В то же время сроки обучения начертательной геометрии и инженерной графике существенно сократились. Этот факт иллюстрирует рисунок, на котором представлено соотношение объема учебных часов по формам обучения для специалитета (специальность 190200 «Приборы и методы контроля качества и диагностики») и бакалавриата (направление подготовки 200100 «Приборостроение»).

В рамках специалитета дисциплина «Начертательная геометрия. Инженерная графика» изучалась в течение двух семестров в объеме 136 ч: в первом семестре — 17 ч лекций, 17 ч практических занятий, 34 ч самостоятельной работы, в конце семестра — экзамен; во втором семестре — 17 ч лекций, 17 ч лабораторных занятий, 34 ч самостоятельной работы, в конце семестра — дифференцированный зачет. Для направления подготовки бакалавриата дисциплина изучается в течение одного семестра, по окончании которого студенты сдают зачет, общее количество

© Жуйкова О. В., 2013

№ 2, 2013

аудиторных часов снизилось до 108, из них: 16 — лекции, 16 — практические занятия, 16 — лабораторные занятия,

60 — самостоятельная работа, что составляет практически 60 % от общей трудоемкости дисциплины.

Самостоятельная работа

Лабораторные занятия

Практические занятия

Лекции

0 10 20 30 40 50 60 70 80

Кол-во часов

Распределение учебных часов по формам обучения для специалитета и бакалавриата

В таких условиях перед преподавательским составом кафедры «Инженерная графика и технология рекламы», осуществляющей инженерно-графическую подготовку, была поставлена задача оптимизации учебного процесса, т. е. такой его организации, при которой сокращение сроков обучения не влекло бы за собой снижение качества графического образования. С учетом доли самостоятельной работы студентов в качестве основной была определена задача ее активизации.

Решение поставленной задачи требует учета особенностей инженерно-графической подготовки бакалавров. Первая особенность состоит в том, что процесс инженерно-графической подготовки, характеризующийся высокой абстрактностью учебного материала, совпадает с периодом адаптации студентов к специальному профессиональному образованию, что затрудняет освоение принципиально новых инженерно-графических дисциплин в условиях дефицита учебного времени в рамках бакалавриата. Вторая особенность характеризуется тем, что графическая подготовка студентов в техническом вузе направлена на развитие

их пространственного воображения, способности к конструктивно-геометрическим решениям, анализу, синтезу пространственных форм — качеств, характеризующих высокий уровень инженерного мышления и необходимых для решения прикладных задач.

Формирование навыков самостоятельной работы студентов должно производиться с первых дней занятий в высшей школе и охватывать все формы обучения: лекции, практические и лабораторные занятия, зачеты и экзамены. Их связь с выявленными нами особенностями инженерно-графической подготовки студентов бакалавриата и видами их самостоятельной работы представлена в таблице.

В ИжГТУ потоковые лекции проводятся в специализированной аудитории. Наличие на кафедре «Инженерная графика и технология рекламы» мультимедийного оборудования и современного программного обеспечения дает возможность создавать демонстрационные трехмерные модели геометрических образов и на их основе выполнять анимационные слайды. Рабочее место преподавателя оснащено компьютером, подключенным к муль-

тимедиапроектору, экраном, доской. Во время лекции студенты получают информацию с большого экрана — управляемую преподавателем мультимедийную презентацию. Некоторые построения преподаватель выполняет при помощи чертежных инструментов (линейки, циркуля, мела) на доске — для лучшего понимания определенных тем курса. Внедрение в учебный процесс компьютерных технологий на базе современных средств компьютерной графики и анимации позволяет во много раз повысить наглядность представляемого учебного материала, показать в динамике выполнение действий в решении тех или иных задач, развивать у студентов образно-логическое мышление.

Таким образом, современные информационные технологии дают возможность реализовать наглядность,

мультимедииность и интерактивность обучения. Усовершенствование учебного процесса на лекции в условиях компетентностного подхода на базе новых информационных технологии предусматривает повышение эффективности самостоятельнои работы студентов при помощи специализированных лекционных рабочих тетрадеИ, а также использования электронного учебного пособия [1; 2].

Самостоятельная работа студентов предполагает ведение письменного конспекта, в котором фиксируются структура лекции, ее основные понятия и определения, выполняются построения на опорных чертежах, данных в специальной тетради. За счет этого значительно сокращается время на перечерчивание студентами поясняющих чертежей и примеров задач, что в рамках бакалавриата особенно актуально.

особенности инженерно-графической подготовки бакалавров

Особенности подготовки Форма обучения Виды самостоятельной работы

1. Процесс инженерно-графической подготовки, характеризующийся высокой абстрактностью учебного материала, совпадает с периодом адаптации студентов к специальному профессиональному образованию, что затрудняет освоение принципиально новых инженерно-графических дисциплин в условиях дефицита учебного времени в рамках бакалавриата Лекции Активное слушание и конспектирование лекций. Самостоятельная работа с источниками и литературой

Практические занятия Входной контроль. Работа в малых группах. Выполнение реферата. Работа со справочной литературой. Работа с ГОСТ ЕСКД. Изучение учебно-методической литературы

Интерактивные формы обучения: деловая игра «Конструкторское бюро» и др. Подготовка к деловой игре. Изучение учебно-методической литературы по теме деловой игры. Выполнение домашнего задания. Изучение инструкций, основных понятий и определений

Лабораторные работы Дистанционное освоение тем по инженерной графике. Изучение учебной и справочной литературы

2. Графическая подготовка студентов направлена на развитие их пространственного воображения, способности к конструктивно-геометрическим решениям, анализу, синтезу пространственных форм — качеств, характеризующих высокий уровень инженерного мышления и необходимых для решения прикладных задач Лекции Конспектирование определенных тем лекций в рабочей тетради. Использование электронного учебного пособия

Практические занятия Решение задач по начертательной геометрии в рабочей тетради. Решение дополнительных задач. Решение графических задач на формате. Работа со справочной литературой. Работа с ГОСТ ЕСКД. Изучение учебно-методической литературы. Выполнение определенных расчетов. Выполнение расчетно-графических работ

Использование электронного учебника по начертательной геометрии становится средством организации самостоятельной работы, облегчает и оптимизирует внеаудиторную самостоятельную работу, повышает активность студентов в приобретении знаний, прививает навыки самоконтроля, позволяет усилить индивидуальный подход в обучении студентов разного уровня подготовки и способностей.

Содержание электронного учебника должно соответствовать формированию графической компетенции. Основным критерием отбора содержания электронного учебного пособия по начертательной геометрии является рабочая программа по направлению подготовки бакалавриата 200100 «Приборостроение».

Структура электронного учебного пособия включает в себя:

— блок учебного материала, который содержит электронные конспекты лекций с иллюстрациями, анимацией, демонстрирующими объектами с целью лучшего восприятия и усвоения учебного материала;

— блок внутреннего контроля или самоконтроля, в который входят вопросы, упражнения, тесты;

— блок самообразования, предусматривающий дополнительные вопросы для самостоятельного изучения, ссылки на источники;

— блок внешнего контроля, содержащий упражнения, лабораторные работы, тесты.

Вышеуказанные блоки взаимосвязаны между собой следующим образом. Пособие разбито на модули, содержащие разделы, каждый раздел обязательно содержит теоретические сведения и блок самоконтроля. Также в электронное учебное пособие входят блок самообразования и блок внешнего контроля.

На практических занятиях по начертательной геометрии студенты выполняют графические задания; рассматривают задачи, решенные самостоятельно в рабочей тетради; решают дополнительные задачи [3]. Применение рабочей тетради вызывает интерес к осваиваемому материалу, методам

обучения и образовательному процессу в целом. В целях активизации познавательной деятельности на каждом практическом занятии используются небольшие самостоятельные работы по прослушанной лекции в режиме адаптивного тестирования [4].

Применение в практике преподавания начертательной геометрии и инженерной графики системы разнообразных заданий открывает широкий путь к индивидуализации обучения, главная цель которого — не допустить появления пробелов в знаниях студентов и сделать их работу максимально продуктивной.

Для развития способности пространственного восприятия желательно некоторые задачи по начертательной геометрии «обыгрывать». Например, проекции двух скрещивающихся прямых можно представить как проекции траекторий двух самолетов. Студентам предлагается по проекциям траекторий определить, траектория какого из самолетов выше или ближе траектории другого самолета. Как правило, решение задач, связанных с будущей профессией, вызывает у студентов интерес, повышает их учебно-познавательную активность. Содержание учебного материала обогащается новыми значениями и восприятиями, если его иллюстрировать сравнениями и сопоставлениями, взятыми из реальной жизни. Использование такого методического приема обусловлено необходимостью развития пространственно-конструкторского мышления будущего специалиста, а также умения использовать средства и методы геометрического моделирования.

На практических занятиях в ИжГТУ активно применяется и интерактивное обучение, основная цель которого — создание комфортных условий обучения, при которых студент чувствует свою успешность, интеллектуальную состоятельность, что делает продуктивным процесс его обучения и самостоятельной работы.

Наш опыт показывает, что наибольший интерес студентов вызывает самостоятельная работа в малых группах, деловые игры и другие актив-

ные формы обучения. Так, на кафедре «Инженерная графика и технология рекламы» разработана деловая игра «Конструкторское бюро», которая преследует три цели: игровую, педагогическую, коммуникативную. Игровая цель заключается в воспроизведении работы реального конструкторского бюро, выполняющего задание в установленные сроки с соблюдением требуемых стандартов ЕСКД. Педагогическая цель состоит в формировании у студентов навыков проведения технических разработок с использованием компьютерной программы Компас-3D, чтения и оформления чертежей, а также в развитии умений общения и взаимодействия в принятии согласованных решений, способности быстро ориентироваться в ситуации, принимать самостоятельные решения, в развитии логического пространственного мышления. Коммуникативная цель предполагает уважительное отношение и общение между преподавателем и обучаемым, между студентами, между преподавателем и группой студентов.

Деловая игра способствует развитию навыков самостоятельной работы студентов, лучшему осмыслению условий, в которых будет протекать их профессиональная деятельность, формированию организационно-проектировочного компонента графической культуры. При этом:

— растет познавательная активность и повышается интерес студентов к изучаемому предмету;

— воспитывается командный дух, развиваются навыки коллективного принятия решений в условиях конструктивного взаимодействия и сотрудничества;

— приобретается опыт делового общения, нарабатываются умения четко ориентироваться в нестандартной ситуации и находить правильное решение вопроса;

— развиваются интеллект, пространственное мышление и конструкторские способности;

— происходит сплочение студенческой группы.

Таким образом, использование на практических занятиях такой формы

обучения, как деловая игра, организация работы в малых группах, помогает студентам развить навыки общения со сверстниками, с преподавателем, создает атмосферу дружелюбия, укрепляет чувство коллективизма, тем самым помогает студентам легко адаптироваться в учебной обстановке, способствует формированию и развитию общих и профессиональных компетенций и личностному развитию студентов.

Выполнение лабораторных работ по инженерной графике осуществляется в компьютерном классе кафедры, где имеется 20 рабочих машин и за каждым студентом закреплено свое рабочее место. Для выполнения графических построений на плоскости можно применить графический редактор КОМПАС-график, представляющий собой систему для автоматизации чертежных работ в их традиционном понимании. Бумагу заменяет двумерное рабочее пространство, а вместо чертежных инструментов используется набор команд, предназначенных для выполнения графических построений.

Навыки работы с графическим пакетом приобретаются студентами довольно быстро, а время, потраченное на ознакомление с программой, полностью компенсируется тем, что доработка и исправление графических работ, выполненных в электронном виде, не требуют полного переоформления чертежа. Учебный процесс на кафедре построен таким образом, что к концу семестра студенты на компьютере решают задачи и выполняют домашнее задание по начертательной геометрии.

Использование инструментов моделирования КОМПАС-3D для демонстрации построения способствует лучшему восприятию учебной информации. Студенты, изучающие начертательную геометрию с использованием КОМПАС, приобретают навыки построения объектов на плоскости и в пространстве, что, в свою очередь, создает основу для изучения инженерной графики. Несомненно, наибольший эффект при изучении начертательной геометрии принесет использование трехмерной компьютерной графики и анимации, которые способствуют раз-

витию пространственного мышления студентов и повышению осознанного отображения различных пространственных объектов на плоскости. На этом этапе создаются геометрические модели, строятся трехмерные геометрические модели объектов, продумываются их расположения. Применение новых информационных технологий, включающих двух- и трехмерную компьютерную графику и анимацию, — залог эффективного преподавания и освоения графических дисциплин.

В помощь студентам при выполнении самостоятельной работы в ИжГТУ разработан и внедрен дистанционный учебный курс по инженерной графике, включающий перечень изучаемых тем дисциплины, например: общие правила выполнения чертежей, основные виды, разрезы, сечения, изображение и обозначение резьбы на чертеже. Каждая тема оформляется в виде отдельного элемента, содержащего цели, информационные ресурсы, основное содержание, тесты, учебные задания, анкеты для оценки достижений.

Дистанционное обучение позволяет преподавателю не только предлагать студенту структурированный учебный материал, но и использовать ссылки на дополнительные источники информации, существенно обогатить источники иллюстративного и демонстрационного материала, организовать работу с ключевыми категориями тем, а также организовать обратную связь с обучающимися при помощи интерактивного опроса, тестирования, серии консультаций с использованием соответствующих инструментов (форума, чата и т. д.).

В целом преподавание дисциплины организовано таким образом, чтобы

обеспечить самостоятельное усвоение студентами учебного материала, выполнение индивидуально-графических заданий и сдачу отчетностей при опосредованном контакте с преподавателем. Использование информационных технологий как средства поддержки самостоятельной работы студентов дает возможность заинтересовать их, воспитывает информационную культуру, обеспечивает обратную связь и проведение консультаций, а также получение учебной информации из электронных библиотек.

Организованная таким образом самостоятельная работа является составной частью учебной работы студентов, способствует активизации их познавательной деятельности, обеспечивает непрерывность и системный характер при изучении графических дисциплин, развивает творческую активность будущих специалистов, способность к саморазвитию.

СПИСОК

ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Жуйкова, О. В. Электронное учебное пособие / О. В. Жуйкова. — Ижевск : ИжГТУ, 2010.

2. Жуйкова, О. В. Рабочая тетрадь по начертательной геометрии / О. В. Жуйкова. — Ижевск : ИжГТУ, 2012.

3. Жуйкова, О. В. Рабочая тетрадь — одна из форм организации самостоятельной работы студентов технического вуза / О. В. Жуйкова // Вестн. ИжГТУ им. М. Т. Калашникова. — 2012. — № 3 (55). — С. 167—169.

4. Искандерова, А. Б. Модель адаптивного обучающего теста / А. Б. Искандерова,

О. Ф. Шихова // Образование и наука. — 2009. — №6 (63). — С. 119—126.

5. ФГОС ВПО по направлению подготовки 200100 «Приборостроение» [Электронный ресурс] : приказ Минобрнауки России от 8 февраля 2010 г. № 16307. — Режим доступа: www.fgosvpo.ru.

Поступила 26.12.12.

Об авторе:

жуйкова ольга Викторовна, старший преподаватель кафедры инженерной графики и технологии рекламы, соискатель кафедры профессиональной педагогики ФГБОУ ВПО «Ижевский государственный технический университет имени М. Т. Калашникова» (г. Ижевск, Россия), zhuykovaolga2012@mail.ru.

ORGANISATION OF SELF-STUDY WORK ON GRAPHICAL TECHNIQUE AMONG BACHELOR DEGREE STUDENTS SPECIALISING IN ENGINEERING O. V. Zhuikova

The article examines the specifics of teaching engineering graphics to bachelor degree students caused by the transition of the system of engineering education to the Federal State Educational Standard of the 3rd generation. The paper gives a thorough account of patterns of education and types of students’ self-study work including IT applications enabling to improve the graphic training of bachelors in a technical university modeled after Kalashnikov State Technical University. Analysing the discipline “Descriptive geometry and engineering graphics” the author proves the necessity for using interactive methods of teaching used by the Chair of Engineering Graphics and Technology of Advertising which allow students to better adjust to the conditions of a technical university.

Keywords: students’ self-study work; graphical disciplines; information technology; interactive education.

REFERENCES

1. Zhuikova O.V Jelektronnoe uchebnoe posobie [Electronic educational manual]. Izhevsk, Goss. Univ. Publ., 2010.

2. Zhuikova O. V. Rabochaja tetrad’ po nachertatel’noj geometrii [Work-book on descriptive geometry]. Izhevsk, Izhevsk Goss.Univ.Publ., 2012.

3. Zhuikova O. V. Rabochaja tetrad’ — odna iz form organizacii samostojatel’noj raboty studentov tehnicheskogo vuza. [Work-book as a means of the organisation of self-study work among students of a technical university]. Vestnik IzhGTU imeni M. T. Kalashnikova [Newsletter of M. T. Kalashnikov Izhevsk State University]. 2012, no. 3, vol. 55, pp. 167—169.

4. Iskanderova A. B., Shikhova O. F. Model’ adaptivnogo obuchajushhego testa [Model of an adaptive instructional test]. Obrazovanie i nauka [Education and science]. 2009, no. 6, vol. 63, pp. 119—126.

5. F ederal State Educational Standard of Higher Education in 200100 degree programme Instrument making: decree of RF Ministry of Science and Educ. of 8 February 2010, no. 16307. Available at: www.fgosvpo.ru

About the author:

Zhuikova Olga Viktorovna, seniour lecturer, Chair of Engineering Graphics and Advertising Technologies, part-time graduate student, Chair of Professional Pedagogics, Kalashnikov Izhevsk State Technical University, (Izhevsk, Russia) zhuykovaolga2012@mail.ru