Назад

Педагогические методы и информационные технологии преподавания графических дисциплин

Фото Ефремов Геннадий Викторович (Сибирский государственный аэрокосмический университет)

Соавтор(ы): Мальцева Г.А., Сергеева Т.М.

В настоящее время, когда экономика России перешла на рыночные отношения особенно актуальной проблемой является качество образовательных услуг. Данную проблему можно отнести и к состоянию качества графической подготовки будущих специалистов, в частности, нашего университета.

Возможности ее решения в современных условиях связаны, в первую очередь, с повышением педагогического мастерства всех преподавателей вуза на основе поиска новых, более эффективных форм, методов и принципов обеспечения учебного процесса, а также с развитием и использованием информационных технологий. Переход на новые технологии конструирования требует современных методик обучения, в которых центральное место занимают методы компьютерной графики, как нового инструмента проектирования. В свою очередь курс «Начертательная геометрия» является теоретической основой компьютерной графики. Общеизвестно, что назначение начертательной геометрии, как учебной дисциплины состоит в развитии пространственного воображения, необходимого в практической деятельности каждого человека и, особенно, в творческой деятельности инженера, конструктора, ученого. Конечная цель обучения графическим дисциплинам заключается в том, чтобы обучить будущих специалистов мышлению, присущему данному предмету. Это значит научить студентов видеть образы, мысленно преобразовывая плоский чертеж в пространственный, т.е. максимально развить у них визуальную репрезентативную систему. Иными словами создать технику овладения специфической стратегией мышления.

Для осознанного и заинтересованного обучения дисциплине необходимо, прежде всего, на первой лекции ответить на вопросы: для чего изучается «Начертательная геометрия»? Нужна ли эта наука студенту, если нужна, то в какой степени? Если студент убежден в том, что можно обойтись без знания данной дисциплины, то какую бы методику преподаватель не применял и как бы горячо не убеждал в необходимости регулярной подготовки к занятиям – интереса и соответствующего прилежания не прибавится. Поэтому не нужно экономить время на введении в дисциплину. Следует говорить о великолепии и безграничности этого предмета, сравнить его с музыкой, с поэзией. Называя метод проекций, на котором основывается начертательная геометрия, эпюром Монжа хорошо бы рассказать об этом гениальном ученом. Гаспар Монж был классиком естествознания, математиком, механиком, химиком, металлургом, машиноведом, педагогом, создателем начертательной геометрии, общественным и государственным деятелем Франции, советником и близким другом Наполеона. Чрезвычайно насыщена и драматична была его жизнь. Гаспару Монжу – великому творцу науки, будучи морским министром Франции, пришлось подписать документ, на основании которого скатилась в корзину голова короля Людовика 16. «Один удар ножа гильотины… Он поднял бурю по всей Европе. Русская императрица немедля изгнала французов из России и запретила всякое общение с Францией» [1]. Такое небольшое отступление от темы лекции, способствует тому, что все студенты запоминают и название метода, и его сущность. Если после первой лекции в глазах студентов преподаватель видит интерес, значит, он сумел затронуть души и сердца студентов, а это очень важно для восприятия новой дисциплины.

Курс «Начертательная геометрия» достаточно сложный, поэтому задача преподавателя помочь студенту организовать аудиторную и внеаудиторную самостоятельную работу. Преподавателями кафедры «Инженерная графика» разработаны электронные учебно-методические комплексы по компьютерной и инженерной графике. Ими могут пользоваться студенты очной и заочной форм обучения. Планируется создание электронного учебно-методического комплекса по начертательной геометрии. Для самопроверки знаний, а также для подготовки к контрольным мероприятиям подготовлен к изданию сборник заданий в тестовой форме. Студенты имеют возможность пользоваться электронной версией сборника, выполненной в оболочке MOODLE. Для развития способности пространственного восприятия желательно некоторые задачи по начертательной геометрии «обыгрывать». Например, проекции двух скрещивающихся прямых можно представить как проекции траекторий двух самолетов. 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, развивает интеллектуальные способности, включая поиск истины и связей начертательной геометрии с другими науками. 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 им использовать средства и методы геометрического моделирования.

Наличие на кафедре «Инженерная графика» мультимедийного оборудования и современного программного обеспечения дает возможность создавать демонстрационные трехмерные модели геометрических образов и на их основе выполнять анимационные слайды. 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. Лекции по начертательной геометрии содержат большое количество чертежей, выполнение которых требует от студентов определенных навыков, развитого пространственного воображения и постоянного внимания. Раньше, приходилось наблюдать, что некоторые студенты сосредоточены только на том, чтобы законспектировать лекцию как можно подробнее, это затрудняло работу с аудиторией. Сейчас, когда у каждого из студентов есть возможность материалы лекций переписать на электронный носитель, лекции проходят более активно. Преподаватель имеет возможность полностью контролировать ход лекций со слайдовой поддержкой, т.е. остановить показ слайдов для записи, для речевого сопровождения и т.д. Студенты записывают только определенные комментарии преподавателя, поэтому во время лекции удается решить больше задач и закрепить теорию, ответив на задания в тестовой форме. Особенностью лекций со слайдовой поддержкой является то, что студент одновременно и видит представляемую учебную информацию и слушает. По данным психологов, человек запоминает 5-10% от услышанного материала и 10-15% от увиденного. А если это объединить, учесть то, что основные положения учебного материала конспектируются, активно включить в работу студенческую аудиторию, то можно с полной уверенностью сказать, что при использовании слайдовой поддержки лекций, эффективность усвоения информации увеличивается.

Следует отметить, что использование в слайдах анимации облегчает восприятие геометрических образов, способствует выявлению их характеристик, а также помогает в формировании алгоритмов решения задач. Например, при традиционном чтении лекций, решение задач на тему «Пересечение поверхностей» студентами воспринимается довольно сложно. Это связано с тем, что для усвоения этого материала требуется достаточно развитое пространственное воображение. Применение в слайдах объемных моделей, а также возможность компьютерной графики передавать прозрачность геометрических образов, позволяют наглядно показать вспомогательные плоскости сечения и линию пересечения поверхностей, т.е. решить задачу в пространстве. Визуальное представление задачи в пространстве дает студентам возможность понять суть способа вспомогательных секущих плоскостей и легко решить задачу на комплексном чертеже.

Преимущества лекций со слайдовой поддержкой:

В настоящее время существенно изменилась роль преподавателей в образовательном процессе. Преподаватели имеют право на выбор методов преподавания, на разработку авторских курсов и технологий обучения. Преподаватель может ставить перед собой и решать различные задачи. Можно, например, ограничиться требованием формального знания дисциплины, а можно действовать так, чтобы в процессе преподавания создать заинтересованное отношение студентов к своему предмету, развивать у них способность к самостоятельному мышлению и творчеству. А для этого необходимо непрерывно совершенствовать культуру и технику преподавания, искать новые методики обучения, соответствовать уровню современных требований высшей школы, а также знать и использовать опыт других вузов.

Уже несколько лет кафедра получает приглашения на участие и участвует в ежегодной международной научно-методической конференции по графическим дисциплинам, проводимой под эгидой Всероссийского научно-методического совета кафедр инженерной графики. Участие в научно-методических конференциях дает возможность быть в курсе всех нововведений, основанных на лучших принципах и традициях российских вузов, позволяет познакомиться с научными направлениями, над которыми работают коллеги, с тенденциями развития новых методик преподавания, сравнить учебно-методическое обеспечение дисциплины на своей кафедре с теми, что имеется на других. Участие в научно-методических конференциях имеет практическую ценность, т.е. дает импульс к развитию и реализации новых идей.

В текущем учебном году на нашей кафедре прошли апробирование электронные лекции по курсу «Начертательная геометрия», выполненные И. Д. Столбовой и Е.С. Дударь (Пермский государственный технический университет). Апробирование лекций, выполненных на высоком профессиональном уровне, с хорошим подбором теоретического материала, с применением анимации проводилось в двух направлениях.

Направления апробирования лекций:

По всем направлениям наблюдался положительный результат. Проведенное анкетирование студентов показало, что лекции с использованием слайдовой поддержки нужны и полезны при изучении графических дисциплин. Их использование в учебном процессе дает возможность повысить успеваемость по предмету, способствует формированию и развитию пространственного воображения, позволяет на современном уровне обучать студентов удивительной и строгой учебной дисциплине – начертательной геометрии.

В заключении изложенного можно сказать, что быстрое развитие и использование информационных технологий открывает новые возможности, но и ставит новые задачи перед коллективом кафедры, решение которых требует большого творческого потенциала, а также педагогического мастерства.

Вопросы и комментарии к докладу:


Фото
Шахова Алевтина Бруновна
(2 марта 2010 г. 22:38)
Уважаемый Геннадий Викторович! Скажите пожалуйста в каком источнике можно подробно прочитать подробную информацию о жизни и интересной еятельности Гаспара Монжа, (кроме интернета). Спасибо за доклад. У нас тоже есть свои разработки мультимедийных лекций, надеюсь при встрече в Новосибирске вы покажете Ваши.
Фото
Дударь Елена Сергеевна
(7 марта 2010 г. 14:01)
Уважаемый Геннадий Викторович! С большим интересом прочитала Ваш доклад. Большое спасибо за отзыв о видео-лекциях. Предлагаю для активизации познавательной деятельности студентов темы - финслерова геометрия Вселенной, метрика и искажения пространства, перспективные построения в живописи. Давно интересуюсь современными теориями геометрии пространства и их связью с геометрией Евклида. К сожалению, мало преуспела на этом поприще, мало популярной информации, да еще вечный цейтнот... С уважением Елена С. Дударь
Фото
Ефремов Геннадий Викторович
(9 марта 2010 г. 10:38)
Уважаемая Елена Сергеевна! Спасибо за интерес проявленный к нашему докладу. К сожалению круг интересов нашей кафедры ограничивается машиностроительной областью и до современных теорий геометрии пространства они не доходят. Хотя конечно это очень интересно. Пользуюсь случаем еще раз поблагодарить Вашу кафедру за предоставленные мультимедийные лекции, которые с успехом используются нашими преподавателями в учебном процессе. С уважением Г.В. Ефремов
Фото
Ефремов Геннадий Викторович
(11 марта 2010 г. 10:18)
Уважаемая Алевтина Бруновна! Указанная в списке литературы книга (230 стр.) полностью посвящена Г. Монжу и его сортникам. К сожалению я на олимпиаде в Новосибирске не буду. Но если от нас поедет Сорокин Д.В. я дам ему с собой эту книгу. С уважением Г.В. Ефремов
Фото
Шахова Алевтина Бруновна
(12 марта 2010 г. 13:46)
Здравствуйте Геннадий Викторович! Спасибо за ответ. Все поняла, кстати в интернете тоже узнала много интересного про Гаспара Монжа. Жаль , что Вас не будет в Новосибирске. С уважением Шахова А.Б.
Фото
Вольхин Константин Анатольевич
(13 марта 2010 г. 8:55)
Здравствуйте Геннадий Викторович! Не мог Вас не поприветствовать на настоящем форуме. Очень жаль, что Вы не приедете к нам в Новосибирск.
Фото
Ярошевич Ольга Викторовна
(17 марта 2010 г. 23:30)
Уважаемый Геннадий Викторович! У меня небольшой вопрос: Как ваши преподаватели относятся к передаче студентам своих электронных лекций? У нас есть ряд преподавателей, которые считают это недопустимым. Мотивировка - Студенты перестанут ходить на лекции, трудно будет удержать внимание, с одной стороны. А с другой стороны, звучат мысли о трудоемкости выполненной работы по подготовке материалов и нежелании передавать безвозмездно. Я выдаю студентам лекции. Считаю, что интерес к материалу зависит от преподавателя. С уважением Ярошевич О.В.
Фото
Ефремов Геннадий Викторович
(22 марта 2010 г. 16:17)
Уважаемая Ольга Викторовна! Мы считаем что передавать студентам электронные лекции нужно, хотя бы с той точки зрения, что бы они их еще раз посмотрели и использовали в самостоятельной работе на которую теперь отводится все большее время. Ну а наша работа и направлена для того чтобы передать студентам наши знания. Конечно желательно чтобы эта громадная работа по подготовке подобных материалов была достойна оплачена, но не из кармана студента же.

Назад