Современные тенденции развития графической подготовки студентов классического университета

Различают три уровня подготовки по «Основам геометрического моделирования» студентов классического университета: пропедевтический, базовый и эвристический.

В связи с этим разработаны концептуально новые методологические подходы к преподаванию одного из основных направлений инженерной графики — курса «Основы геометрического моделирования». Рассмотрим их.

Пропедевтический уровень графической подготовки предназначен для старшеклассников. Курс черчения названного уровня включает в себя основы геометрического, проекционного и технического черчения.

Данное содержание и объем учебного материала курса направлены на формирование и развитие пространственного воображения, знакомит со способами выполнения изображений трехмерных объектов, содействует становлению творческих способностей и приобщает к графической культуре, необходимой для изучения черчения на базовом — университетском уровне.

Базовый уровень подготовки по «Основам геометрического моделиро-вания» предназначен для студентов 1 — ых курсов классического университета. Курс включает в себя основы начертательной геометрии, инженерной и компьютерной графики.

Данное содержание и объем учебного материала курса направлены на формирование графической культуры, понимаемой как совокупность достижений человечества в области освоения графических способов передачи информации, способствуют усилению интеллектуализации инженерного образования и эффективному развитию пространственного мышления студентов. инженерный графика преподавание профессиональный В тоже время названный курс обеспечивает уровень графической подготовки, характеризуемый следующим: студенты умеют выделить базовые знания для дальнейшего обобщения их в целостные системы, знают алгоритмы их применения к решению прикладных задач; умеют перевести прикладную задачу на графический язык, выбрать метод решения и осуществить его, проявляя устойчивый, развитый уровень графического мастерства, знакомы с методами и средствами машинной графики.

В методике обучения графическим наукам на базовом уровне просматриваются два концептуально разных подхода к графическому образованию студентов.

Научная основа содержания геометро-графической подготовки в вузе для машиностроительных специальностей, в частности начертательной геометрии, были заложены с начала 50 — х гг. С. К. Боголюбовым, И. И. Котовым, А. В. Бубенниковым, В. О. Гордоном, М. Я. Громовым, Ю. Г. Козловским, Н. Ф. Четверухиным. В разработку содержания обучения машиностроительному черчению в условиях вуза внесли большой вклад А. В. Войнов, Г. П. Вяткин, С. А. Фролов и другие.

Согласно этой концепции курс начертательной геометрии направлен на получение основ инженерного образования и на изучение способов построения пространственных форм на плоскости и решения задач геометрического характера по заданным изображениям этих форм.

Курс «Инженерной графики» направлен на изучение студентами машиностроительных чертежей, деталей и сборочных единиц различной сложности. Обучение ведется непосредственно на объектах машинострительного производства. Содержание названных курсов представлены на схемах 3 и 4.

Однако, рассматривая названный подход как основу теоретической концепции интеллектуализации инженерного образования при обучении графическим наукам, следует отметить, что способ построения учебной программы и содержания учебного материала данной концепции сложилась в пятидесятые годы. Они решали проблемы и рассматривали тенденции развития того времени, характеризующего повышением внимания руководства СССР к «индустриализации страны». Поэтому уделялось большое внимание политехническому профилю обучения, создание вузов именно этого профиля, набор большого количества студентов и большим количеством учебного времени (4 семестра; I — 34 часа лекций, 34 часа практики, II — 68 часов практики, III — 34 часа практики, IV — 34 часа практики).

Совершенно очевидно, что содержание указанных курсов соответствовало развитию науки, техники и уровня образования студентов данного периода. Вклад В. О. Гордона, М.А. Семенцова-Опиевского, С. А. Фролова в развитие проблем начертательной геометрии и инженерной графики велик: они определили объем знаний и умений в этих областях, определили значение данных наук и их место в инженерном образовании России.

В настоящее время изменились задачи высшего образования, которые обусловили создание новых тенденций. Осуществляется переход к созданию такого образовательного процесса продуктом которого будет специалист нового лучшего качества, образование характеризуется как совокупность процессов обучения и воспитания в интересах личности, общества и государства, направленных на всестороннее развитие личности и умственных способностей студентов.

Схема 3. Структура учебной информации курса «Начертательная геометрия» под ред. В. О. Гордона.

Схема 4. Структура учебной информации по курсу «Инженерная графика» под ред. А. А. Чекмарева.

Представителями второго направления в подготовке специалистов (развитие пространственного воображения) является методика представления материала, основанная на системе структурных единиц, разработанная профес-сором Г. П. Вяткиным. Структурой служит параметрическая последователь-ность геометрических объектов (точка, линия, отрезок линии, контур, поверхность, отсек поверхности, оболочка, геометрическое тело) и технических объектов (элемент детали, деталь, соединение деталей, звено, соединение звеньев, узел). Объекты системы характеризуются назначением, служебными функциями, составом, структурой, формой, материалом, положением, ориентацией и другими сведениями. Каждый объект и информация о нем состоит из объектов низших уровней и их информации. Система служит для однородного и однозначного отображения технической и геометрической информации о механизмах, их частях и составляющих, связях между частями и всеми параметрами.

В настоящее время в науке и технике развивается новое направление «конструкторско-технологической информации», в котором в том числе интенсивно используются графические изображения проектируемых или исследуемых объектов.

Таким образом, содержание представленного курса учитывает, что начинающему студенту легче самостоятельно выполнить по определенным правилам чертеж, чем по готовому чертежу составить ясное представление об изображенной кем-то пространственной ситуации.

Схемой 5 нам представлена логическая последовательность изложения учебного материала специализированного курса «Инженерная графика».

Схема 5. Структура учебной информации курса «Инженерная графика» (автор Г. П. Вяткин).

Следует отметить, что профессиональная инженерная деятельность предполагает мобильность, конструирование и проектирование моделей процессов. Все эти задачи решаются с помощью применения ЭВМ. В связи с этим актуален курс «Компьютерной графики», разработанный коллективом под руководством А. А. Чекмарева. В результате изучения этого курса студент будет знать:

• · о формализованных алгоритмах решения позиционных и метрических задач;
• · о современных средствах и методах обработки графической информации;
• · об основных графических пакетах прикладных программ.

На схеме 6 показана структура разработанного курса «Компьютерная графика».

Схема 6. Структура курса «Компьютерная графика».

Вместе с тем нами были разработаны вариативные программы с углубленным изучением графического языка, модельного ряда поверхностей, обеспечивающих разнообразный выбор специализации при подготовке специалистов в области инженерии классического университета: «Раздаточный материал к лекциям по инженерной графике» (2004), «Рабочая тетрадь по инженерной графике» (2003).

В связи с этим нами установлены следующие основные принципы профессиональной подготовки бакалавров в классическом университете:

• — интеграция фундаментальных элементов знаний учебных предметов графических дисциплин (основы геометрического моделирования, начертательная геометрия, инженерная графика, детали машин, технология машиностроения, основы восстановления и ремонт двигателей машин) с учетом процесса информатизации;
• — направленность на формирование основ креативного мышления, рассматриваемого как совокупность инженерного и элементов творческого мышления;
• — ускоренное развитие мобильности образного, логического и абстрактного мышления средствами графических задач с элементами моделирования, конструирования, проектирования;
• — инвариантность профессиональной подготовки по инженерной графике, представленной совокупностью модулей, определяющих необходимый и достаточный объем знаний для данной подготовки;
• — инвариантность профессиональной подготовки по инженерной графике, предусматривающая выбор специализации, необходимой для деятельности инженера-электрика, инженера-механика, инженера-автомобилиста и др.;
• — определить оптимальное соотношение теоретической и практической частей подготовки, усилив практическую направленность на выработку у учащихся умений поискового характера, которые моделируют исследовательское мышление.

1 Зимняя И.А.Педагогическая психология: Учебник для вузов. М.: Логос, 2004 -384.