Московский государственный технический университет
имени Н.Э. Баумана
Инновационные технологии в формировании интереса студентов к начертательной геометрии
Богданова Е.Е., Бондарева Т.П., Морозов И.В., Семенова А.Ю.
Преподавание начертательной геометрии, которая является одной из основных учебных дисциплин в техническом ВУЗе или техникуме, основывается на тесном сочетании аналитических и синтетических методов. На знание основ элементарной геометрии - планиметрии и стереометрии - опирается курс начертательной геометрии, и именно поэтому наибольшее внимание следует уделять тем определениям и теоремам элементарной геометрии, которые используются в процессе освоения указанной дисциплины.
В настоящее время бытует мнение, что наука начертательная геометрия не имеет практической ценности в силу развития вычислительной техники и аппарата линейной алгебры, но деятельность специалистов, и в науке, и в производстве опровергает это утверждение: она незаменима, как неотъемлемая составляющая часть общего инженерного образования на машиностроительных и строительных специальностях.
Современный инженерно-технический работник не может осуществлять свою деятельность без связи с компьютером. Развитие мощных вычислительных средств стимулирует новые методы проектирования, построения в их программах различных объемных моделей, изучение на этих моделях многочисленных режимов функционирования и т.д. В этих условиях не отпадает необходимость самой науки, но меняется подход к ее изучению, выдвигаются новые требования к методикам и средствам ее освоения [8].
Обсуждение основных результатов исследования
В настоящее время в педагогическом лексиконе прочно закрепилось понятие «педагогическая технология». Термин «технология» определяется, как совокупность приемов, применяемых в каком-либо деле, мастерстве, искусстве (толковый словарь). На современном этапе развития педагогики существует множество определений понятия «педагогическая технология», в рамках данной работы мы выбираем следующее: педагогическая технология - это построение деятельности педагога, в которой все входящие в него действия представлены в определенной последовательности и целостности, а выполнение предполагает достижение необходимого результата и имеет прогнозируемый характер. Сегодня насчитывается больше сотни образовательных технологий [9].
Начертательная геометрия является таким предметом, при изучении которого студенты знакомятся с широким кругом технических понятий. Полученные в ходе курса изучения дисциплины знания облегчают изучение многих других общетехнических предметов. Курс базируется на общенаучных и общеинженерных дисциплинах.
Содержание любой педагогической технологии включает в себя различные средства, активизирующие и интенсифицирующие деятельность обучающихся. В рамках изучаемой проблемы, наиболее интересными представляются такие технологии, в которых эти средства являются основными, что, в первую очередь, оказывает существенное влияние не только на образовательный процесс, включающий в себя усвоение знаний, отработку навыков и умений, но также и на конечный результат деятельности обучающихся. Примерами таких технологий могут послужить технология перспективно - опережающего обучения автора С.Н. Лысенкова, игровые, проблемного, программированного, индивидуального, раннего, интенсивного обучения и совершенствования обще учебных умений [5].
Анализ широко применяемых и активно внедряемых методик преподавания начертательной геометрии в процессе подготовки технических кадров на современном этапе показывает, что преподаватели вузов пользуются довольно большим спектром различных методик и образовательных технологий.
Преобладающее большинство преподавателей, в основном с большим стажем работы, отдают предпочтение традиционным методам обучения. Это классическая лекционная аудитория или класс для практических занятий, современная доска, мел, плакаты, модели. Здесь качество знаний обучающихся зависит, в первую очередь, от профессионализма, таланта и способностей преподавателя, умения не только доступно изложить изучаемый материал, но и навыков качественного, поэтапного выполнения чертежей на доске, желательно в цветном изображении. Обучающиеся должны конспектировать, как теоретический материал, так и графические изображения, выполненные на доске.
Положительным здесь является прямой контакт преподавателя с аудиторией, возможность остановок, дополнительных разъяснений, повторения алгоритмов решения задач. К негативным аспектам такой педагогической технологии можно отнести большую трудоемкость выполнения чертежей на доске и, как следствие, непроизводительные затраты аудиторного времени.
Основными инновационными элементами традиционных методов обучения в настоящее время являются различные варианты применения раздаточного материала, как на практических, так и на лекционных занятиях. В последние годы, следуя за бурным развитием компьютерных технологий, активно применяются различные методики преподавания начертательной геометрии с применением технических средств обучения. Все чаще используются мультимедийные технологии при чтении лекций по начертательной геометрии и инженерной графике. Видеоизображение дает возможность не тратить время и силы на сугубо технические моменты, позволяет показать объемные модели, поэтапное выполнение чертежей, освободить преподавателя для общения с аудиторией.
Возможность размещения видеоматериалов на интернет-порталах учебных заведений позволяет видео курсу быть доступным для просмотра студентам заочной и дистанционной форм обучения. При изучении компьютерной графики используются различные средства трехмерного твердотельного моделирования, которые на современном уровне позволяют осуществлять политехническую и профессиональную подготовку студентов к условиям современного производства. Реализация данных средств и методов обучения направлена на формирование основ компьютерной инженерной графики, навыков разработки чертежно-графической документации с помощью САПР.
Представленные методики и технологии преподавания инженерно-графических дисциплин, хотя и прошли многолетний путь апробации, постоянно должны совершенствоваться в направлении уменьшения недостатков и увеличения их преимуществ, в том числе немаловажное значение имеет формирование интереса к изучаемому предмету. Однако какие бы совершенные инновационные технологии не применялись в преподавании и изучении графических дисциплин, без совершенствования методов восприятия изучаемого материала студентами, добиться успеха практически не представляется возможным.
Актуальность и эффективность любой технологии обучения определяется тем, насколько возрастает уровень мотивации студентов, активизация их познавательного интереса к учебной деятельности, все это становится возможным при разрешении возникающих противоречий, а также при создании проблемных ситуаций в процессе обучения. Преодолевая трудности и решая задачи, часто переплетающиеся с жизненными ситуациями студенты испытывают постоянную потребность в овладении новыми знаниями, навыками и умениями.
Благодаря такой организации учебных занятий по начертательной геометрии, при которой студент под руководством преподавателя самостоятельно решает проблемные задачи и овладевает профессиональными умениями представляется возможным повышение интереса студентов к изучаемой дисциплине. В данной ситуации реализуется исследовательский принцип обучения, где студент учится анализировать представленную ситуацию, обосновывать собственное мнение на её счет, искать пути решения поставленной задачи и в итоге чувствует удовольствие от проделанной работы, что, в свою очередь, пробуждает его интерес к последующим задачам [1].
Как правило, проблемная технология обучения используется на этапе сообщения темы или же уже после её изучения в рамках самостоятельной работы студентов. Основной задачей преподавателя в рамках данной технологии становится создание проблемной ситуации, которая должна удивить студентов и создать благоприятную обстановку для обсуждения вариантов решения той или иной учебной проблемы.
Таким образом, вместо получения готового задания студенты после постановки проблем приступают к поиску решений, таким образом, открывая возможные решения самостоятельно. В дальнейшем следует проговаривание алгоритма проблемы, которое является обязательным, и, соответственно, применение его на практике при выполнении самостоятельной работы.
В рамках проблемного обучения технология дифференциации обучения является проникающей технологией, так как в любой системе обучения имеет место в той или иной степени дифференцированный подход. Целью данной технологии является обучение каждого на уровне его возможностей и способностей, а также адаптация обучения к особенностям различных групп студентов и, таким образом, развитие интереса учащегося к предмету начертательная геометрия, что представляется возможным в рамках проблемного обучения и, конкретно, при применении проективного метода [4].
Имеет место дифференциация не только по уровню подготовки студента, но и по интересам, что позволяет проявить каждому свои возможности. По всем темам можно подготовить дифференцированные карточки-задания, которые позволяют обучающимся самостоятельно подобрать для себя уровень задания, посильный для качественного выполнения работы. Можно уверенно сказать, что качественно выполненная работа в соответствии с ГОСТами более простого уровня не менее важна, чем сложная работа.
Большие перспективы в рамках проблемного обучения раскрывает проектная деятельность, которая направлена на развитие личностных качеств студентов и на активное становление личности путем приобретения профессиональных навыков через активные способы действия и развитие интереса к изучению конкретной дисциплины.
Проект - специально организованный педагогами и самостоятельно выполняемый студентами комплекс действий, где они могут быть самостоятельными при принятии решения и ответственными за свой выбор и результат труда, за создание творческого продукта. Метод проектов - педагогическая технология, ориентированная не на интеграцию фактических знаний, а на их применение и приобретение новых (путем самообразования) [7]. обучение геометрия профессиональный образование
Данный метод активно используется в педагогической работе педагогов-практиков на протяжении долгого времени при обучении проекционному черчению. Таким образом, становится очевидным, что получение профессиональных знаний на должном уровне становится возможным лишь в том случае, когда студенту предоставлена возможность свободного творческого развития. К положительным факторам проектной деятельности можно отнести [3]:
Проектная деятельность позволяет педагогу осуществлять индивидуальный подход к каждому студенту, распределять обязанности в группах по способностям и интересам.
Создание ситуаций, при которых студент, не обнаруживающий особых успехов в обучении, имеет возможность тесного общения с более способными студентами.
Поиск возможных точек соприкосновения фантазии с реальностью.
Метод проектного обучения обладает преимуществами перед классическими методами за счет того, что на разных этапах образовательного процесса студенты действуют преимущественно самостоятельно, а педагог выступает в роли специалиста-консультанта. Также важным преимуществом проектного метода в профессиональном образовании выступает непосредственная связь учебных заданий с реальными производственными и бытовыми ситуациями [6]. Например, темой «Лекальные кривые» можно постараться подвести итог изучению темы, показать применение чертежа и кривых в жизни человека, познакомить со многими профессиями, в которых используется применение чертежей.
Кластеры могут стать ведущим приемом, как на стадии вызова, рефлексии, так и стратегии занятия в целом. Кластеры - это графический прием систематизации материала. Схема может выглядеть примерно так: в центре - главное понятие, а вокруг - смысловые единицы. Их может быть и гораздо больше. Этот прием может быть применен на стадии вызова, когда мы систематизируем информацию до знакомства с основным источником - текстом в виде вопросов или заголовков смысловых блоков [2]. Например, применение технологии критического мышления, составление кластера на занятии «Лекальные кривые», также кластеры применяют на занятиях систематизации знаний по теме «Сечения и разрезы», по темам «Проецирование точки и прямой», «Взаимное положение прямых линий в пространстве».
Выводы
На основании анализа учебного процесса и результатов проведённого теоретического исследования, в заключение следует сказать о приоритетности поиска инновационных идей в направлении повышения внутренней мотивации студентов в процессе изучения дисциплин. Основными аргументами для таких выводов являются:
количество информации, которую студент может получить, переработать и запомнить, ограничено, как для кратковременной, так и для долговременной видов памяти;
информационная перегрузка молодых людей от наличия современных средств коммуникаций (мобильные телефоны, смартфоны, ноутбуки, свободный выход в интернет);