Практика дистанционного обучения на аэрокосмическом факультете

Физическое образование в вузах. 2005. Т. 11. № 1. С. 90-97.

3. Домненко В.М, Николаев Д.Г, Гусев А.Е.

Принципы построения и перспективы развития системы дистанционного обучения в СПбГИТМО(ТУ) // Физическое образование в вузах. 2000. Т. 6. № 1. С. 115-122.

4. Мухин О.И, Мыльников Л.А. Система ди-

станционного образования «Виртуальная школа» // Информатика и образование. 1999. № 4. С. 65-70.

5. Медведев С.П, Печерская Р.М. Особенно-

сти электронных курсов при дистанционном обучении инженерным специальностям // Физическое образование в вузах. 2004. Т. 10. № 3. С. 73-84.

6. Прибылов Н.Н, Прибылова Е.И, Прице-

пова С.А. Лабораторный практикум по физике для дистанционного обучения // Физическое образование в вузах. 2003. Т. 9. № 2. С. 108-112.

Р.В. БУЛЬБОВИЧ, профессор, декан аэрокосмического факультета И.Д. СТОЛБОВА, доцент

Практика дистанционного обучения

на аэрокосмическом факультете

Освещены проблемы подготовки инновационных кадров для аэрокосмической отрасли. Показана необходимость разработки инновационной образовательной среды (ИОС), опирающейся на потенциал современных информационно-коммуникационных технологий. Принципами организации ИОС являются открытость и дистанционная доступность. Рассмотрен опыт проведения научно-практических Интернет-конференций по проблемам качества графической подготовки, позволяющих повысить ИКТ-компетентность преподавателей в условиях перехода на компетентност-ный формат обучения и усиления роли самостоятельной работы студентов.

Ключевые слова: аэрокосмическая промышленность, компетентность выпускников, инновационная образовательная среда, дистанционные технологии.

Аэрокосмическая промышленность является одной из наиболее наукоемких и высокотехнологичных. Со дня своего рождения она является «локомотивом» развития многих отраслей науки, техники и производства. Между тем за два десятилетия в аэрокосмической отрасли (АКО) произошло резкое снижение производства, которое привело к уменьшению численности работающих с 1,5 млн. человек в начале 1990-х гг. до примерно 0,5 млн. чел. в настоящее время [1], к снижению производительности труда в 2,5-3 раза, почти полной утрате технологической культуры и, что наиболее опасно, к негативным трудноисправимым тенденциям потери кадрового потенциала [2]. Положение с кадрами в АКО близко к критическому, и это серьезное препятствие

на пути к технологическому перевооружению авиационного производства. Сегодня

необходимы срочные антикризисные меры, направленные на улучшение кадрового потенциала и затрагивающие всех работников.

Перед отечественными предприятиями АКО стоит задача повышения эффективности производства и перехода на принципиально новую методологию выпуска продукции, опирающуюся на современные информационные технологии, иначе она не сможет конкурировать с аналогами зарубежных производителей и будет вытеснена не только с мирового, но и с российского рынка. Речь идет о замене длительного линейного процесса серийного проектирования и дорогостоящих опытно-конструкторских работ на параллельный, когда разработчики работают на основе технологий поддержки жизненного цикла изделия PLM (Product Lifecycle Management), т.е. с самого начала учитывают весь ход работы: от концепции изделия до описания технологических процессов его изготовления, включая функции компании по технической поддержке и утилизации [3]. Риск создать неудачный продукт при использовании PLM-технологий значительно снижается, но при одном очень важном условии, и это условие - компетентность специалистов, занятых созданием продукта. В этой связи особое внимание надо обратить на подготовку молодых специалистов.

Перед техническими университетами стоит задача перехода к подготовке специалистов нового поколения, способных создавать конкурентоспособную продукцию на основе моделирования, оптимизации и сокращения сроков создания изделий аэрокосмической техники. В целях освоения технологий параллельного (совместного) инжиниринга (Concurrent Engineering -CE) в PLM-технологиях необходимо кардинально преобразовать систему подготовки дипломированных специалистов. PLM включает комплекс программных средств проектирования (CAD), подготовки производства на ЧПУ (CAM) и инженерных рас-

четов (CAE), объединенных воедино системой управления документооборотом (PDM).

Таким образом, совершенствование учебного процесса по подготовке специалистов в области аэрокосмической техники необходимо проводить на основе широкого использования современных информационных технологий CAD/CAM/CAE/ PDM. Необходимо внедрение методик сквозного 2D- и 3D-моделирования конструкций при выполнении студентами курсовых и дипломных работ [4]. В рамках инновационных ООП необходимо организовать преемственность в формировании компе-тентностной модели (КМ) выпускника на всех стадиях обучения [5].

Нужно отметить, что современные тенденции развития проектно-конструктор-ской культуры общества приводят к стиранию границ между инженерной и компьютерной графикой и связаны с мощным внедрением в образовательный процесс информационных технологий. Овладение передовыми информационно-коммуникационными технологиями невозможно без эффективной организации самостоятельной работы студентов в тех или иных программных средах с выполнением компетентност-но-ориентированных заданий. Выполнение

подобного задания требует, как правило, больших временных затрат и наличия соответствующей информационной образовательной среды (ИОС). Применяемые образовательные технологии должны соответствовать принципам открытости и дистанционной доступности, т.е. опираться на потенциал современных дистанционных технологий обучения.

ИОС - понятие, соответствующее достаточно высокому уровню развития информатизации образования. В отличие от стихийных процессов информатизации, характерных для начальных этапов, ИОС предполагает систематичность и комплексность внедрения информационно-коммуникационных технологий [6]. Структура ИОС, например, графической подготовки имеет следующие составляющие: электронная библиотека, электронный практикум, электронный экзаменатор, лабораторный практикум по освоению инструментальных компетенций автоматизации графических работ. Организующим началом подобной среды может выступать образовательный сайт кафедры (рис. 1).

Современное качество высшего образования связано с переходом на компетент-ностный формат обучения и разработкой компетентностной модели выпускника [5], реализуемой в инновационной образовательной программе и гарантирующей актуальность полученного образования и востребованность дипломированного специалиста на рынке труда.

На начальном этапе обучения студенты должны овладеть СAD-технологиями как основным инструментом при разработке чертежей и электронных моделей изделия. Фундамент в области проектно-технологи-ческой компетентности будущих специалистов закладывается базовой графической подготовкой студентов, в процессе которой у обучаемых формируется ряд предметных компетенций.

В составе общекультурных компетенций выпускника это:

способность работать концентрированно и дисциплинированно;

способность к саморазвитию и постоянному повышению квалификации;

самостоятельность в получении знаний;

владение основными методами, способами и средствами получения, хранения и переработки информации, навыками работы с компьютером как средством управления информацией и способность использовать современные информационные технологии.

Как компоненты профессиональной готовности выпускника к проектно-конст-рукторской и технологической деятельности это:

• развитое пространственное воображение;

• знание основных положений ГОСТов ЕСКД, классификации конструкторской документации, правил оформления чертежей;

• навыки автоматизированного выполнения чертежно-графических работ;

• владение приемами трехмерного моделирования средствами компьютерной графики.

При создании современных обучающих курсов по графическим дисциплинам и инструментальной среды для их реализации необходимо, с одной стороны, обеспечить новое качество обучения в рамках ком-петентностного подхода. С другой стороны, на основе новыхинформационных технологий нужно, исходя из специфики данных курсов, задействовать пространственное воображение обучаемых и тем самым облегчить усвоение ими изучаемого материала, повышая познавательный интерес. Современные пакеты прикладных программ позволяют графически изображать весьма сложные двух- и трехмерные объекты. Создание соответствующих слайдов, их анимация, дополненные пояснительными текстами и графикой, образуют качественный материал соответствующих учебных курсов.

л <

<и Ср о > 8 О К

Л

<

<и Е-с« И О со

С« р

Ю О > 8 О К К о 8 ЕГ с« И О К К 8

2 ь к

<и £

<и <

т

Для формирования заявленных общекультурных компетенций в инновационных технологиях обучения необходимо опираться на коммуникативную составляющую современного учебного процесса. Иными словами, передача, хранение, воспроизведение учебной информации посред-

ством Интернета создают возможности для становления нового качества теории и практики обучения. Средства коммуникационных технологий освобождают преподавателя от множества р утинных функций. Педагог может управлять процессом обучения, создавая оптимально гибкие про-

граммы изучения предметного курса, доступные во времени и пространстве, индивидуально подходящие каждому обучаемому. При этом у последнего вырабатываются навыки общения с компьютером, появляется опыт использования современных информационных технологий, воспитываются качества коммуникативности и социальной интерактивности. Учебная деятельность становится более эффективной, предметно ориентированной, доступной и интересной.

Будущий специалист должен не только получить определенную сумму знаний, но и научиться самостоятельно приобретать знания, работать с информацией, овладевать способами познавательной деятельности, чтобы в дальнейшем не терять уровень компетентности на основе постоянного обновления компетенций и повышения своей квалификации. Поэтому при организации современного курса обучения поддержка учебного процесса должна опираться на стимулирование различных видов самостоятельной работы обучаемого (изучение учебного материала, осуществление самоконтроля и получение самооценки, выполнение самоанализа по результатам выполненных учебныхмероприятий, проведение самокоррекции своей учебной деятельности).

Таким образом, обучающая среда на основе современных дистанционных технологий обучения должна иметь следующие инновационные составляющие:

средства обучения, т.е. инструменты формализации знаний изучаемой предметной области;

средства контроля, т.е. инструменты оперативной проверки знаний обучаемого и корректировки его познавательной деятельности;

средства коммуникации, т.е. инструменты передачи содержания изучаемого курса посредством Интернета, а также оперативные инструменты взаимодействия между преподавателем и студентом;

средства автоматизации процесса

познания, подготовки, обработки и представления учебного материала;

средства выработки управленческих решений, направленные на совершенствование предметной подготовки каждого студента, т.е. инструменты управления индивидуальными образовательными траекториями.

Особое внимание при формировании базовых графических компетенций необходимо уделять инструментальной подготовке обучаемых. С этой целью на кафедре «Дизайн, графика и начертательная геометрия » Пермского государственного технического университета создана и постоянно совершенствуется эффективная методика, способствующая успешному освоению компь-ютерныхтехнологий автоматизации проект-но-конструкторских работ посредством САЭ-систем. Для студентов разработан ряд лабораторных работ, позволяющих за короткое время получить навыки выполнения команд различной направленности и приобрести практический опыт автоматизированного построения графических объектов различной степени сложности.

Важнейшей составляющей формирования компетенций у обучаемых является стимулирование у них мотивации к познавательной деятельности и росту профессиональной квалификации. Этому способствует процесс «собирания» студентом собственного портфолио как доказательства успешности его образовательной деятельности. Портфолио представляется в электронном формате, что помогает студенту совершенствовать навыки применения PDM-технологий и использовать собственные наработки в своей учебной деятельности при выполнении курсовых и дипломных проектов на последующих курсах обучения. Таким образом, осуществляется и преемственность в обучении, и необходимая при компетентностном формате междисциплинарная интеграция образовательного процесса.

ИОС складывается из ресурсного обес-

печения отдельных дисциплин и практических разделов и может быть размещена на образовательном портале выпускающей кафедры, реализующей ООП по данному направлению подготовки, или на общеуниверситетском образовательном портале. В последнем случае ИОС функционирует как общевузовская система и является открытой для пополнения новыми ресурсами [6].

Использование ИОС как средства обучения предполагает новые требования к профессорско-преподавательскому составу, поэтому немаловажное значение имеет готовность преподавательских кадров использовать современные возможности информационно-коммуникационных технологий. Повышению квалификации преподавательских кадров может способствовать проведение проблемных предметных Интернет-конференций. Так, организованные кафедрой ДГНГ Пермского государственного технического университета международные научно-практические Интернет-конференции «Проблемы качества графической подготовки » ежегодно работают на сайте в сессионном режиме (http://dgng.pstu.ru/ соп12011/). Это особый формат проведения мероприятия - своеобразный форум, позволяющий в течение некоторого периода времени практически без дополнительных материальных издержек объединить интеллектуальные усилия преподавателей геометро-графических дисциплин, находящихся в разных уголках России и ближнего зарубежья. С технической точки зрения единственное необходимое условие участия в Интернет-конференции - это наличие персонального компьютера с доступом в Интернет. Подобные инновационные технологии позволяют эффективно обмениваться опытом преподавания в определенной предметной области. Работа конференции традиционно завершается выработкой коллективного решения, отражающего современные требо-ванияк качеству графического образования, и вынесением его на всеобщее Интернет-голосование [7].

Как показывает практика проведения конференции, ее участники получают неоценимый практический опыт реального использования информационно-коммуникационных технологий и повышают собственную ИКТ-компетентность. В этом смысле, по мнению участников конференции, подобные мероприятия гораздо более плодотворны, чем обычные курсы повышения квалификации [8].

Таким образом, создание ИОС с дистанционным доступом является одним из важнейших средств реализации новой образовательной парадигмы. Информационно-коммуникационные технологии выступают не только как объект изучения, но и как инструмент учебно-методического обеспечения и организации образовательного процесса, а также трансформируются в одну из составляющих профессиональной компетентности будущего специалиста в выбранной области деятельности.

Создание ИОС в вузе как базы реализации инновационных образовательных программ -это, на наш взгляд, необходимое условие модернизации подготовки кадров для АЭО, однако это весьма затратный и трудоемкий процесс. Поэтому в проекте развития аэрокосмического образования обозначена необходимость формирования стандартизованной системы дистанционного обучения для учебных заведений и учебных центров аэрокосмической промышленности, базирующейся на современных информационных технологиях [1]. Формирование подобной системы включает обоснование и выбор единой «платформы» дистанционного обучения - программного обеспечения, реализующего возможность широкого обмена электронными ресурсами (учебниками, лабораторными работами, симуляторами, обучающими программами и т.п.), которые вузы, ведущие подготовку молодых специалистов для АКО, могут свободно использовать целиком либо в виде отдельных составляющих. Это позволит разрушить сегодняшние негативные

тенденции в подготовке кадрового потенциала, повысить привлекательность аэрокосмического образования и поможет обеспечить отечественную индустрию квалифицированными кадрами.

Литература

1. Развитие аэрокосмического образования:

проблемы и тенденции / Под ред. А.Н. Геращенко, М.Ю. Куприкова, А.Ю. Сидорова. М.: МАИ-ПРИНТ, 2009. 180 с.

2. О ходе реформирования предприятий и

организаций авиационной промышленности: Материалы к заседанию Правительства РФ 26 июня 2003 г. // URL: http:// www.svavia.ru/ info/lib/pl.html

3. Усанова Е.В. Вопросы проектирования гео-

метро-графической подготовки в контексте технологий параллельного инжиниринга // Материалы II Междунар. науч.-практ. Интернет-конференции «Проблемы качества графической подготовки студентов в техническом вузе в условиях ФГОС ВПО» (КГП-2011). Пермь: Изд-во Пермского гос. тех. ун-та, 2010. URL: http://dgng.pstu.ru/ conf201l/ papers/72/

4. Состояние и опыт внедрения перспектив-

ных информационных и телекоммуникационных технологий в Самарском государственном аэрокосмическом универ-

ситете // Информационные технологии в обеспечении нового качества высшего образования: Труды всерос. науч.-техн. конф. М.: Изд-во Исслед. центра проблем качества подготовки специалистов, 2010. 50 с.; Куприков М.Ю. Кадровое обеспечение прикладных информационных технологий // Высшее образование в России. 2009. № 7. С. 113-123.

5. Бульбович Р.В., Зайцев Н.Н, Столбова И.Д. Анализ компетенций выпускника высшей школы в области аэрокосмической техники // Инновации в образовании. 2010. № 4. C. 4-13.

6. Гагарина Д.А, Хеннер Е.К. Структура вы-

сокоразвитой информационно-образовательной среды инновационного университета // Университетское управление: практика и анализ. 2009. №3. C. 69-73.

7. КГП-2011. Проблемы качества графической

подготовки студентов в техническом вузе в условиях ФГОС ВПО: Материалы II Меж-дунар. науч.-практ. Интернет-конференции (Решение конференции). Пермь: Изд-во Перм. гос. тех. ун-та, 2010. URL: http:// dgng.pstu.ru/ conf2011/ news/21/

8. Лалетин В.А., Столбова И.Д, Столбов

О.В. Актуализация информационно-коммуникационной компетентности преподавателей в среде интернет-конференции // Alma mater (Вестник высшей школы). 2011. № 1. С. 54-59.

BULBOVICH R, STOLBOVA I. DISTANT LEARNING TECHNOLOGIES APPLIED ON THE AEROSPACE FACULTY

Problems of training of innovative personnel for Aerospace industry are described. A need to develop an innovative learning environment that is built on the capacity of modern information and communication technologies is shown. Principles of organization of an innovative learning environment are the openness and a distance accessibility. An experience in holding scientific-practical internet-conferences on the problems of graphic preparation quality that stimulate raising of informational and communicative competence of teachers is considered.

Keywords: aerospace industry, competences of graduates, innovative learning environment, distance technologies.