Назад Go Back

ФОРМИРОВАНИЕ ГЕОМЕТРО-ГРАФИЧЕСКОЙ КОМПЕТЕНТНОСТИ В ТЕХНИЧЕСКОМ ВУЗЕ

English version
Фото Усанова Елена Владимировна (Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева)


Аннотация

Описывается технология сквозной геометро-графической подготовки (ГГП) в контексте концепции естественной структуры инженерного образования.



Ключевые слова: геометро-графическая подготовка (ГГП), геометро-графическая компетентность.

В условиях  перехода предприятий машиностроения к комплексной информатизации технической деятельности вопрос подготовки инженерно-конструкторских кадров, готовых к работе в условиях информатизации проектно-конструкторской деятельности (ПКД), стоит как никогда остро [4]. Сейчас, с применением прикладных CAD/CAE/CAM/PDM/ERP-систем проектно-технологического блока, ПКД становится многофункциональной. При этом, как никогда ранее, представилась возможность реализации системного подхода к созданию и контролю проектируемого изделия. С информатизацией на базе CE/PLM в ПКД стало возможным взаимодействие не только смежных видов деятельности, но и деятельности разного профиля, переключение на разные функции и уровни профессиональной деятельности, параллельное оперативное согласование конструктивных особенностей изделия, визуальное обнаружение недочетов и своевременное внесение изменений в его структуру, проведение различных видов инженерного анализа, моделирование ситуаций на 3D-моделях и др. Кроме профильных знаний и умений, получаемых в профессиональном образовании, сейчас становятся важными  такие личностные качества как: способность работать в команде, строить профессиональные взаимоотношения - профессиональная коммуникативность,  способность принимать совместные решения и т.д. Для всего этого инженеру требуется не просто широкопрофильное, а системное проектное политехническое мышление - это важнейшая задача в инженерной подготовке. Все эти стремительные преобразования в промышленной сфере проецируются на сферу профессионального образования и  должны находить в нем мобильный отклик. Без этого эффективно - качественно, интенсивно, экономично - проблем импортозамещения не решить.

Проектно-конструкторская компетентность является одной из основных составляющих профессиональной компетентности инженера. В современной техносфере она трактуется специалистами, как степень владения компетенциями проектно-конструкторской деятельности, осуществляемой с применением графических информационных технологий и систем [6,7], что уже предписывается новыми Профессиональными стандартами и ФГОС ВПО. Базой для ее осуществления является геометро-графическая компетентность. Геометро-графическая компетентность рассматривается специалистами [3,5], как уровень геометро-графических знаний, умений и навыков владения ими с опорой на понимание функционального назначения, конструктивных особенностей проектируемых объектов, на межпредметную интеграцию и наличие визуальной культуры. В техническом вузе она формируется в процессе геометро-графической подготовки. Автор разделяет эту точку зрения, однако, считает необходимым в геометро-графической компетентности выделять базовый и проектно-конструкторский уровни (рис.1). Они формируются на разных образовательных ступенях в вузе и к ним предъявляются разные требования.

Под базовым уровнем геометро-графической компетентности в «период продвижения России к постиндустриальной перспективе» [1] автор понимает следующий уровень результативности общеинженерной геометро-графической подготовки:

  1. готовность к созданию электронных моделей изделий и ассоциативных 2D-изображений на их основе с применением CAD-систем;
  2. способность к анализу, синтезу и параметризации геометрической модели изделия;
  3. готовность к использованию имеющихся и формирование своих баз данных разрабатываемых моделей;
  4.  готовность к разработке графической и проектно-конструкторской документации с применением CAD-систем;
  5.  готовность к командной (на базовом уровне) и индивидуальной работе с применением CAD-систем;

Под проектно-конструкторским уровнем геометро-графической компетентности понимается уровень результативности профильно-ориентированной и специальной подготовки:

  1. готовность к разработке электронных моделей изделий и ассоциативных 2D-изображений к ним при проектировании с применением CAD-систем в проектно-технологической CAD/CAE/ CAM/PDM/ERP-среде;
  2. готовность к использованию имеющихся и формирование своих баз данных разрабатываемых моделей;
  3. готовность к разработке профессиональной графической и проектно-конструкторской документации с применением CAD-систем;
  4. готовность к командной и индивидуальной работе в проектно-технологической среде САПР;
  5. готовность к самообучению и мобильному освоению новых прогрессивных технологий проектно-конструкторской деятельности с применением прикладных САПР.

Рост технологических инноваций в образовании (открытые контенты, мобильные и облачные технологии и т.д.), изменил характер учебно-информационного взаимодействия и требует переосмысления традиционных подходов к обучению в геометро-графической подготовке, организации ее ена базе е-дидактики (e-learning) в различных образовательных форматах: индивидуальном, смешанном, дистанционном. Это дает возможность качественно улучшать подготовку путем технологизации процесса формирования геометро-графической компетентности в электронной образовательной среде вуза. Требуется системная организация образовательного процесса в геометро-графической подготовке на базе меж- и внутрипредметной интеграции. Пока в образовательном пространстве альтернативы естественной  структуре NL  в решении этого вопроса нет.

 На организационно-методическом уровне сквозная геометро-графическая подготовка осуществляется в течение всего периода обучения в процессе усложняющейся учебной проектно-конструкторской деятельности, поэтапно. Сначала необходимо обеспечить формирование инвариантных к направлениям подготовки выпускника общепрофессиональных компетенций в базовой ГГП (БГГП). Затем, в проектно-конструкторской подготовке (ПКП) - формирование профильно-ориентированных и специальных компетенций при освоении профильных дисциплин, практик, НИРС (рис.1). Общепрофессиональная БГГП должна закладывать «информационно-графическую основу» [6] быть фундаментом освоения базовых понятий, использующихся в рамках ООП вуза в большинстве технических дисциплин и необходимых для глубокого их понимания, являться «методологической и инструментальной пропедевтикой» [2] формирования базовых компонентов компетенций ПКД. Модель межпредметной интеграции БГГП с учебными модулями, обеспечивающими подготовку  к  ПКД в CE/PLM представлена на рис.2. Учебные модули в зависимости от технического прогресса в области деятельности и расширения ее задач в структуре модели могут меняться.

На научно-методическом уровне требуется пересмотр структуры и обновление содержания БГГП (чему, вследствие изменения целей и интрументов ГГП, учить?), применение новых технологий - организационных форм, методов и средств, (каким образом и на базе чего эффективнее учить?), мониторинг качества (уровня) обученности по этим технологиям с целью организации корректирующего воздействия. Модель внутрипредметной интеграции содержания БГГП представлена на рис.3. Все модули взаимосвязаны и изучаются именно в таком порядке. Содержание предыдущих модулей используется в учебнойдеятельности по изучению  последующих.  Состав учебных модулей отражает необходимое содержание БГГП в современный период «догоняющей модернизации», метко охарактеризованный авторами форсайт-исследования [1] .

Список литературы

  1. Ефимов В.С. Будущее высшей школы в России: экспертный взгляд / В.С. Ефимов и др. - Красноярск: центр стратегических исследований и разработок СФУ. [Электронный ресурс]. Дата обновления: 25.05.2012. - URL: http://www.slideshare.net/Center_of_Strategic_RnD/2030-13157674. (дата обращения: 30.05.2013)
  2. Горнов А.О. Состояние и перспективы базовой геометро-графической подготовки инженеров / А.О.Горнов, Л.А. Шацилло // Инновационные технологии в инженерной графике. Проблемы и перспективы: Материалы Международной научно-практической конференции (Брест 21-22 марта 2013 г.) - Брест: Изд-во БрГТУ, 2013. - С. 32-37.
  3. Гузненков В.Н. Концепция формирования геометро-графического образования в техническом университете. [Электронный ресурс]. - URL: http://www.sworld.com.ua/ simpoz2/2.pdf (дата обращения: 20.09.2013)
  4. Гумерова Г. Становление квалификационных структур в автомобилестроительной отрасли / Г. Гумерова. - Доклад руководителя проекта «Инженерная академия СОЛЛЕРС». - 30.04.12 
  5. Инженерная графика: общий курс: учебник / В.Г. Буров, Н.Г. Иванцивская, К.А. Вольхин и др.; под ред. В.Г. Бурова Н.Г. и Иванцивской. – Изд. 2-е, перераб. и доп.- М.: Логос, 2004.-232 с.
  6. Инновационная стратегия комплексной информатизации геометрической и графической подготовки в высшем техническом профессиональном оразовании в ГОСах 3-го поколения. / В.И. Якунин, Р.М. Сидорук, Л.И. Райкин, О.А. Соснина // Научно-методические проблемы геометрического моделирования, компьютерной и инженерной графики в высшем профессиональном образовании: сб. статей Международной научно-методической конференции. - Пенза: Приволжский Дом знаний, 2009.- С.171-179.
  7. Сидорук Р.М., Райкин Л.И. Инновационная стратегия модернизации компьютерной геометрической и графической подготовки в университетах России: доклад на заседании Всероссийского научно-практического семинара «Информационные технологии в образовании. Теория и практика» 23 марта 2011 г. [Электронный ресурс]. - URL: http://seminar-ite.informika.ru (дата обращения: 20.05.2012).

Рисунки к докладу

Рис. 1
Рис. 1

Этапы формирования  компетенций в ГГП




Рис. 2
Рис. 2

Модель межпредметной интеграции БГГП с учебными модулями, обеспечивающими подготовку  к  ПКД в CE/PLM




Рис. 3
Рис. 3


Вопросы и комментарии к выступлению:


Фото
Дударь Елена Сергеевна
(24 марта 2015 г. 14:55)

Добрый день, Елена Владимировна!

С интересом знакомлюсь с  Вашими публикациями.  

Идея  выделения базового, инвариантного к направлению подготовки уровня ГГП, звучит современно в условиях междисциплинарной интеграции и перехода к новым технологиям обучения. Какие технологические инновации Вы применяете? Полагаю, что существуют критерии эффективности их внедрения.

Понравился термин «визуальная культура», что Вы вкладываете в это понятие? Это специальный термин или он используется в «широком смысле» (в том числе в педагогике, искусствоведении, психологии)?

С наилучшими пожеланиями, Елена С. Дударь

 

Фото
Усанова Елена Владимировна
(24 марта 2015 г. 19:21)

Добрый день, Елена Сергеевна!

Технологические инновации: ГСПИ (РРТ,  Лабораторные занятия с эл. методичками , как в прошлом году выставляли на КГП,  видеоролики) и CAD  - Инвертор ,КОМПАС, UG. В этом семестре только гуппы с КОМПАСом. Никто про эффективность внедрения сейчас не отслеживает: в институте одни перестройки, все пока неустойчиво. Всх объединяют – разъединяют.

Термин визуальная культура: визуальное мышление + визуальная грамотность;

Мышление посредством визуальных операций - визуальное мышление, умение выражать свои идеи с помощью графического языка, является существенной компонентой образовательных технологий в ГГП и необходимым профессиональным умением в работе с графическими образами: учиться восприятию и анализу графических образов современному инженеру просто необходимо. Это психология.

    Способность использовать информацию, представленную в графическом виде, извлекать из нее смысл, интерпретировать ее – одна из важнейших составных частей профессиональной деятельности технического специалиста во всех областях знаний. Она составляет его визуальную грамотность, позволяющую читать смысл, заложенный в графическом изображе­нии. Обладая визуальной грамотностью, специалист получает возможность воспроизводить и анализировать образы с помощью визуальных средств отображения (в том числе и компьютерных) на основе имеющихся знаний, использовать приемы творческой импровизации, воплощать свои идеи в изобразительной, технической или художественной графике. Благодаря визуальной грамотности человек способен одновременно развивать зрительные анализаторы, восприятие, воображение, мышление и многое другое, в том числе эмоции и психику [1, с.18].

  1. Инженерная графика: общий курс: учебник / В.Г. Буров, Н.Г. Иванцивская, К.А. Вольхин и др.; под ред. В.Г. Бурова Н.Г. и Иванцивской. – Изд. 2-е, перераб. и доп.- М.: Логос, 2004.-232

Спасибо за добрые слова, Е.В.

Фото
Хейфец Александр Львович
(25 марта 2015 г. 6:46)

Елена Владимировна, можно подробнее привести указанную Вами ссылку: А.Д. Ботвинников «О нерешенных вопросах в теории и практике вопросов проецирования» 1975г. Это самостоятельное издание или статья в сборнике, тогда каком?  Ссылка интригующая.

С уважением. А.Л. Хейфец

 

Фото
Усанова Елена Владимировна
(25 марта 2015 г. 13:53)

Добрый день, Александр Львович!

Это большая статья в старом сборнике. Обучение основам проецирования:из опыта работы.Пособие для учителей. - М.: Просвещение,1975.-191с.с черт.

Набрала текст еще утром - отправляю только сейчас: племянник  3,5 года второй день у меня, голосование даже нет возможности  завершить.

С уважением, Е.В.

Фото
Дударь Елена Сергеевна
(26 марта 2015 г. 22:51)

Спасибо, Елена Владимировна, за информацию!

Особенно благодарю за подробную расшифровку термина и ссылку. Читала у Б.В. Раушенбаха о психологии зрительного восприятия. О визуальном мышлении ничего из книг не попадалось, кроме известной книги Р. Грегори. Целенаправленно я этим не занимаюсь, однако полагаю, что именно знание психологии визуального восприятия графической информации могло бы снять некоторые проблемы обучения.

С образовательными технологиями в ГГП вроде все понятно, а вот какие из них наиболее полно развивают умение работать с графическими образами? Действительно, мониторинг качества – это отдельный вопрос. Будем делиться опытом…

Удачи Вам, Елена С. Дударь  

Фото
Усанова Елена Владимировна
(27 марта 2015 г. 1:46)

Елена Сергеевна, извините ,что так поздно отвечаю, завтра весь день занятия, не смогу уже. Мышление графическими образами, плоскими или объемными  - воображение нужно развивать. И это не только рисованием и черчением. Худлитературой, на эмоциональном фоне еще полезнее. С ТВ и компьютерами богатство  восприятия утрачивается  - все воспринимается в уже готовом виде.Не проходит через свое воображение, мозг не напрягается, не придумывает. Если ушло в долговременную память, то так клипами и рассуждаем теперь.

 Из представленных в конференции работ очень действенным м.б. прием скицирования. Это как раньше в школе: добавить на чертеже недостающие линии, нарисовать по словесному описанию. В таких задачах мозг включается, воображение. Очень аккуратно с  анимацией , должно быть время на то ,чтобы  информация отложилась и осозналась. Стоп кадр в видеоролике.

 Из специалистов по визуализации к образованию можно  читать:

1. Монахова Г.А., Монахов Д.Н. Визуализация учебной информации в образовательном процессе - это наши ,современные;

2. Грегори Р.Л. Глаз и мозг. Психология зрительного восприятия / Р.Л. Грегори. - М.: Прогресс, 1970. - 270 с. У Вас есть, у нас тоже;

3. Боумен У. Графическое представление информации / У. Боумен.- М.: МИР, 1971.-228 с.

И еще Бен …. который манифест на эту тему написал, не найду сразу – из списка литературы к диссертации копирую.

С уважением ,Е.В.

Фото
Дударь Елена Сергеевна
(27 марта 2015 г. 10:39)

Спасибо, Елена Владимировна!

Я не жду быстрых ответов, извиняться не надо. Живем в цейтноте…

Как-то заинтересовалась «геометрией картины» (Б. Раушенбах), лишь потом пришла к понятию визуального мышления. Наверняка знаете, что термин впервые ввел Р. Арнхейм, книга «Искусство и визуальное мышление», 1954 год. Однако полагаю, что в теории познания (философия) должны быть исследования именно такой формы восприятия объективной реальности. Вероятно, можно найти что-то у классиков.

С наилучшими пожеланиями, Елена С. Дударь


Назад Go Back