Назад

Формирование творческой познавательности студентов в процессе изучения инженерной компьютерной графики

Фото Ярошевич Ольга Викторовна (Белоруссккий государственный аграрнотехнический университет )


"Искусство обучения есть искусство будить в юных душах любознательность и затем удовлетворять ее". (А. Франс)

На современном этапе развития общества решающая роль в профессиональном становлении личности отведена усилению индивидуального подхода в образовании, развитию профессионально значимых творческих качеств обучаемых. Тем не менее, на практике в образовательном процессе доминирующей является репродуктивная составляющая знаний, а элементы творчества даются лишь на уровне представлений [1]. Таким образом, у студентов формируется стереотипное мышление, проявляется творческая инертность.

Как известно, творческая активность начинает проявляться тогда, когда имеется интеллектуальное затруднение. Но как часто мы замечаем, что одного интеллектуального затруднения явно недостаточно, чтобы студент начал активно действовать. Важно вызвать осознанную потребность в процессе познания, обеспечить мотивацию, заинтересованность, помочь в осуществлении целенаправленнoго поиска решения задачи.

Особая роль в этом принадлежит информационным технологиям (ИТ), позволяющим приобщать обучаемых к современным методам поиска и работы с информацией, качественно изменяющим содержание, методы, организационные формы обучения. ИТ при определенных условиях способствуют раскрытию и развитию индивидуальных способностей студентов, формированию у них познавательной активности, стремления к самообучению и установлению межпредметных связей [2, 3]. Являясь необходимым атрибутом современной учебной деятельности студентов, компьютер берет на себя выполнение рутинных ее действий, а также, что не менее важно, позволяет реализацию творческих идей и замыслов преподавателя. Его использование делает учебный предмет интересным и увлекательным за счет введения занимательных и творческих заданий в образовательный процесс, моделирование оригинальных учебных ситуаций.

Нами разработаны и внедрены комплекты подобных заданий. Задания дифференцированы по сложности и расположены в порядке «от простого к сложному», учитывают исходный уровень подготовки студентов: информационную грамотность, уровень усвоения учебного материала на лекциях, традиционных практических занятиях по инженерной графике.

Весьма важно установление взаимосвязи и оптимальных пропорций между компьютерным и традиционным обучением. Наглядность учебного материала во многом определяет мотивацию студента к его изучению. Если студент может взять «быстрый старт» по предмету, он непременно будет расположен к дальнейшемуего изучению, так как, во-первых, понимание порождает интерес, а во-вторых, у студента будет отсутствовать психологический барьер «я никогда не пойму».

Приведем примеры некоторых заданий.

  1. Плоский контур. Построение заданного контура без изменения условий для одних студентов и с преобразованием формы для других. Вводятся такие преобразования как добавления элементов (отверстий, пазов, фасок, закруглений и т.д.), изменение формы контура, его усложнение, формирование трехмерной модели и ее преобразование, возврат затем к плоскостному чертежу. Выполняется несколько вариантов от несложных контуров, содержащих прямые линии и скругления, до сложных сопряжений.

2. Взаимное пересечение поверхностей (уникальная задача для творчества). Задается одна базовая поверхность, не изменяющая свои размеры и положение, вторая поверхность перемещается относительно первой, поворачивается, сдвигается, увеличивается или уменьшается в размерах. Строятся трехмерные модели, на их основе создаются чертежи, сравниваются изображения, облегчая процесс понимания перехода от объема к плоскости и обратно. Используются как операции объединения, так и операции вычитания. Наиболее продвинутым студентам предлагается создание элементарной трехмерной сборки, исследование получаемых моделей. При этом формируются умения осуществлять экспериментально-исследовательскую деятельность. Студенты активно участвуют в таких преобразованиях, порой создавая такие вычурные, оригинальные конструкции, внося свои творческие преобразования, добавляя элементы, раскрашивая поверхности. В заключении данной работы мы проводим анализ алгоритмов построения по итоговым моделям, отмечаем наиболее интересные работы.

3. Изображения: виды, разрезы (первая задача на изучение теории построения изображений). Задание многовариантное, представляет широкий спектр для творческой деятельности. Осуществляется построение двух проекций детали по одной заданной и габаритам остальных. Затем на этом же условии выполняется построение разрезов. Имеется комплект заданий с заданным только наружным контуром и одним из видов на внутренние поверхности. Задания с неопределенными условиями. Вызывает значительный интерес у студентов. Детали получаются самые разнообразные. Студенты выбирают технологию выполнения задания. Одни отдают предпочтение трехмерному моделированию, другие же чертят по аналогии с ручным черчением. Причем всегда в группе находятся студенты, которые с трудом воспринимают трехмерное моделирование.

4. Чертеж детали типа «Вал». Комплект содержит четыре типа заданий: 1) построение чертежа детали по аксонометрическому изображению; 2) моделирование вала по элементам внешнего и внутреннего контура; 3) моделирование вала по сечениям и габаритам; 4) моделирование вала по текстовому описанию и параметрам конструктивных элементов. Достаточно сложное задание. Много заставляет мыслить, требует понимания и достаточно глубоких межпредметных знаний, умения работать со справочной литературой и стандартами.

  1. Сборочный чертеж. Например, задание по автоматизированному выполнению сборочного чертежа по теме «Крепежные соединения» по исходным данным: размерам соединяемых деталей, диаметру болта, винта и шпильки и точке их вставки. Студенты допускаются к выполнению задания на компьютере только после выполнения его на бумаге. При выполнении задания в карандаше вычерчиваются по ГОСТам действительные изображения резьбовых соединений (с фасками, зазорами и т.д.), а в компьютерной реализации изображаются упрощенно. Также значительный интерес представляет задание на выполнение сборочного чертежа с элементами конструирования.

6. Построению моделей, созданных или придуманных самими студентами. В этом случае преподаватель предлагает тему и граничные условия.

Такие задания стимулируют творческую активность, развивают наглядно-действенное, наглядно-образное, интуитивное, творческое теоретическое мышление студентов за счет рационального, дидактически оправданного диалогового общения студентов с компьютером на всех этапах представления и усвоения графической информации, организации наиболее продуктивной по своим результатам системы взаимодействия преподавателей и студентов, а также студентов друг с другом.

Каждый студент имеет возможность работать в своем темпе. Компьютер способствует формированию у него рефлексии своей деятельности, позволяет наглядно представить результат своих действий. Наш опыт работы показывает, что у студентов формируется более высокий уровень самообразовательных навыков, умение выделять главное, обобщать, делать выводы.

Одной из форм активизации самостоятельной познавательной деятельности студентов мы рассматриваем проектную деятельность [4]. Студенты готовят проекты, сопровождаемые компьютерными презентациями с анимационными моделями. Задания подобного типа студенты выполняют весьма охотно и заинтересовано. Часто они перерастают в научные доклады на конференциях. Следует отметить, что тема проектной работы должна быть практически выполнимой и значимой по своей проблематике, вызывать живой интерес участников проекта и соответствовать их мотивационным установкам.

Так как тон в любом виде деятельности задают ведущие и творчество немыслимо без элитарного образования, при внедрении проектной деятельности в учебном процессе мы ориентировались, прежде всего, на студента с высоким уровнем способностей. И вот в этом аспекте проектная деятельность один из реальных, органически вписанных в учебный процесс видов деятельности.

Проектная деятельность позволяет преподавателю выявить в студенческой среде лидеров, сформировать лидерскую группу, обладающую уже на начальном уровне с первых курсов определенными профессиональными компетенциями. Это возможность способным студентам получить хорошее высшее техническое образование.

Есть и еще одна положительная сторона данного процесса. За лидерами тянутся остальные. А если это еще подкрепляется поощрительными мерами (дипломами, наградами, благодарственными письмами родителям и др.), то фактор мотивации налицо. Таким образом, проектная деятельность обучаемых выступает как инструмент развития их мотивационной сферы.

Большую сложность для преподавателя представляет оценка индивидуальной творческой работы студента. Одним из возможных вариантов решения данной проблемы является проведение конкурсов работ, что, с одной стороны, повышает объективность оценки, а с другой – стимулирует обучаемых к достижению лучшего результат.

Наиболее целесообразно выполнять проекты как комплекс геометрических и графических моделей (3D-модели сборки и отдельных деталей, 2D-модели¬ - электронные чертежи, сборочного и рабочих чертежей несложной сборочной единицы со спецификаций и в отдельных случаях с расчетно-пояснительной запиской).

Проект должен быть выполнен в принятых графических, офисных и сетевых стандартах. Его можно без всякой доработки включить в электронный архив кафедры. В качестве информационного ресурса проектные работы должны быть доступны студентам и использоваться ими как обучающим ресурсом.

Китайская пословица: «Скажи мне – я забуду. Покажи мне – я могу запомнить. Позволь мне сделать самому это – и это станет моим навсегда» -- как нельзя лучше характеризует метод проектов. В процессе подготовки проекта, студенты самостоятельно приобретают недостающие знания, учатся пользоваться приобретенными знаниями, приобретают коммуникативные умения, развивают исследовательские умения, системное мышление. При выполнении проекта студенты попадают в среду неопределенности, но именно это и активизирует их творческую активность.

Очень важно грамотно подобрать тематику проектных заданий, охватив при этом круг вопросов связанный, с одной стороны, с задачами подготовки специалиста и предметной области знаний, с другой стороны, учитывать индивидуальные особенности и интересы студентов. Весьма актуальна межпредметная тематика, но на первом курсе она очень сложна для реализации.

Мы практиковали не только индивидуальные проектные работы, но и групповые. Причем одни и те же проекты выдавались разным студентам и результаты работы в силу ее творческого характера иногда сильно отличались друг от друга.

В своей практике мы использовали задания и задачи на конструирование модели с использованием САПР КОМПАС - 3D V10. Данная компьютерная программа позволяет вести сравнение, анализ форм, поиск оптимального варианта изображения объекта путем изменения параметров. В результате работы над конструкторскими заданиями и задачами по пространственному моделированию студенты учились разрабатывать и синтезировать, прогнозировать динамику и тенденции развития объекта. Особо следует отметить твердотельное моделирование, которое позволяет значительно улучшать возможности пространственного представления деталей и сборочных единиц и на базе этого моделирования получать изображения детали на любую плоскость проекций.

Приведем примеры некоторых проектных заданий одинаковой направленности:

  1. Построение моделей сложных геометрических объектов по предложенным изображениям - индивидуальным заданиям. Индивидуальные задания могут варьироваться как по степени сложности, так и по тематике, в зависимости от индивидуальных предпочтений учащегося.
  2. Создание трехмерных моделей сборок.
  3. Разработку лабораторных работ по дисциплине.
  4. Углубленную проработку теоретического материала с созданием электронных моделей и презентаций.

Роль преподавателя при организации самостоятельной работы студентов с использованием компьютерных технологий сводится к тому, чтобы подобрать студентам индивидуальные задания и обеспечить их необходимыми учебными материалами, дать консультацию отдельному студенту или группе студентов. Форма организации обучения при этом представляет собой индивидуальную работу с варьируемой степенью самостоятельности. Чем меньше преподаватель вмешивается в процесс деятельности, тем лучше. Студента не следует отвлекать. Помощь должна быть ненавязчива. Правильно поставленная задача, грамотно и полно сформулированные требования к ее решению – залог успеха и конечного результата.

Вопросы и комментарии к докладу:


Фото
Хейфец Александр Львович
(5 марта 2010 г. 22:20)
Уважаемая Ольга Викторовна. Из Вашего доклада мне близко задание на взаимное пересечение поверхностей. Мы многие годы даем такое задание в курсе начертательной геометрии, которую преподаем на компьютере в контексте теоретических основ геометрического моделирования. В задании от студента требуется не просто "двигать" 3d-поверхности. Требуется реализовать известные частные случаи пересечения поверхностей 2-ого порядка, то есть поставить поверхности в такое взаимное положения, чтобы реализовать теорему Монжа, касание в двух точках, наличие общей плоскости симметрии и др. взаимодействия, рассматриваемые в курсе начертательной геометрии. Быть может, эта информация Вас заинтересует. Она опубликована в моих монографиях и статьях. А.Л. Хейфец
Фото
Ярошевич Ольга Викторовна
(10 марта 2010 г. 13:15)
Уважаемый Александр Львович! С удовольствием ознакомлюсь с Вашими материалами. Все Ваши идеи весьма созвучны и нашему пониманию методики преподавания графических дисциплин. Хотелось бы чтобы были объединены, систематизированы и были бы доступны решения кафедр графических дисциплин для широкой общественности. В России хотя бы раз в год общаются зав. каф., в республике Беларусь этого нет. Вот если бы был общий сайт, как бы это было здорово! Да и коммерческая сторона этого вопроса весьма существенна. С Уважением Ярошевич О.В.
Фото
Ярошевич Ольга Викторовна
(17 марта 2010 г. 23:06)
Александр Львович! Хотелось бы уточнить, в рамках каких часов Вы работаете со студентами? С уважением О.В.
Фото
Столбова Ирина Дмитриевна
(21 марта 2010 г. 12:21)
Уважаемая Ольга Викторовна! Сервис для общего разговора подготовлен: смотрите новости: круглый стол начал действовать. С уважением, И.Столбова
Фото
Ярошевич Ольга Викторовна
(22 марта 2010 г. 0:40)
Спасибо, Ирина Дмитриевна! Я вначале написала, а потом увидела. С уважением, О.В.

Назад