ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ТИПОВЫХ СТУДЕНЧЕСКИХ РАБОТ

Рассматриваются организационно - методические приемы повышения эффективности типовых работ в курсе инженерной графики и обеспечение фрагментов междисциплинарных связей.

Думаю, нет необходимости называть причины, еще раз обострившие потребность повышения эффективности и качества инженерного образования в России в контексте тезиса о импортозамещении. Стратегически, импортозамещение становится более актуальным в области высокоинтеллектуальной продукции инженерии, чем в простом замещении товарной продукции, технологий и технологического оборудования. Реализовать замещение в этой области труднее, чем купить товар в другом магазине или у другой фирмы. Такое импортозамещение предполагает не только усиление потенциала инженерного корпуса. Его фундаментальное решение предполагает, по существу, необходимость ускорения генерации инженерных кадров новой формации. В этом контексте, необходимо еще и еще раз оценить целесообразность, по существу пока еще методически формального (модульность, кредиты, зачетные единицы …) и разрушительного движения в сложившейся ситуации к “болонской цели”, вместо поиска и реализации более эффективных образовательных стратегий и тактик, исходя из собственного опыта и идей. Одного опыта уже недостаточно, - время ушло, ситуация существенно изменилась.

Закрепленные в последних ФГОС ВПО компетентностный подход и модульный принцип образовательных программ должны были бы обеспечить переход к реализации проектно-деятельностного характера инженерной подготовки. (Компетентностный подход, - по сути переформулировка давно известной парадигмы, лишь аргументированная зарубежной практикой [1]). Тем не менее, так или иначе называемый, но новый подход, если бы реализованный по существу, позволял эффективно и целенаправленно формировать элементы профессиональных компетенций. Представляется, еще более перспективным был бы переход к естественному структурированию инженерной подготовки [2], конструктивно отвечающему современным тезисам. Однако, не редко и провозглашенный новый образовательный подход реализуется чисто формально, - “пропиской” известных программных фрагментов в некой, “компетентностной структуре”, да и то, в рамках и интересах одной дисциплины. А это далеко не системный, пусть даже так называемый, а, по-прежнему, дисциплинарный подход, не усиливающий слабые междисциплинарные связи и не повышающий гибкость образовательной программы для большей эффективности образовательного процесса в целом.

Компетентностный и деятельностный, и любые другие подобные тезисы, предполагают насыщение учебного процесса структурными, терминологическими, технологическими, организационными и другими признаками отдельных видов деятельности в технике и деятельности как таковой. Иначе, без указания носителей идеи, она так и остаётся неконструктивной риторикой. В качестве примеров предметной реализации элементов проектно- деятельностного подхода, например на КГП2015, хочется, в первую очередь, обратить внимание на доклады коллег из БГТУ “Военмех”. Постоянным участникам конференции хорошо известна такая позиция, в качестве основы ГГП, и проф. Лепарова М.Н., подобный опыт коллег и из других вузов. Только так, а не иначе, по мнению автора, можно к образовательным итогам, наряду со ….“ знать как” добавить элементы “уметь как” или “владеть” в широком смысле. И владеть-то, главным образом, уже надо не столько некой суммой знаний как таковых (а и знаниями, где они хранятся), не алгоритмами, (а тем, какие они есть и как ими пользоваться), а, что самое главное, - логикой и навыками применения всего этого в процессе продуктивной деятельности. Аналогичная позиция в идеале должна быть по отношению и к общей логике деятельности в организации учебного процесса на всех стадиях и уровнях [3]. Усиление деятельностной компоненты предполагает, что выпускник должен не только номинально “знать” и “уметь”, но “знать” и “уметь”, как действовать и действовать в преобразующем смысле этого слова, осознавать и нести ответственность за свои действия. И эти элементы можно “прививать” в практике учебного процесса даже с помощью небольших организационных и содержательных фрагментов, о чем речь в дальнейшем изложении.

Многие фрагменты учебной деятельности являются аналогами производственных, и надо стараться не упускать возможность использовать это в инженерной подготовке. Чисто учебных сценариев, ради “учебных”, должно быть все меньше и меньше. Иллюстрируя реализацию фрагмента этих тезисов, рассмотрим такую, аналогичную для производственного и учебного процессов, ситуацию. … В процессе производства часто выполняются некие, предписанные технологическим процессом типовые операции с их последующим контролем исполнителем и ответственным производителем работ. Для особо ответственных операций предусмотрен поэтапный (детализированный, пооперационный) контроль, при котором исполнитель несет не только общую номинальную ответственность за выполнение каждой отдельной операции, но и персональную, фиксируя её документально, личной подписью в специальном документе: технологической карте или карте операционного контроля.

Вот характер такого документа для фиксации выполнения и ответственности за выполнение операций по подготовке деталей под сварку трубопроводов. (Это только качественный пример, не претендующий на исчерпывающее содержание и строгость). В карте операционного контроля (КОК) только на стадии подготовительных работ фиксируется каждый пункт поэтапной проверки:

В типовых учебных работах, которые пока еще существуют и будут некоторое время существовать, всегда выявляются встречающиеся в разных сочетаниях типовые студенческие ошибки. Преподаватели многократно указывают разным студентам на одни и те же неточности. Студенты повторяют их потому, что, как правило, имеют в методической литературе законченный прототип, недифференцированный на отдельные операции, фрагменты и элементы. Недостижимо и стопроцентное восприятие соответствующего материала при пояснении преподавателем. Кроме того, внимание и концентрация при любом способе приема информации не сохраняется на постоянном уровне, а носит периодический характер. Известно, что студенты разных групп обмениваются информацией о текущих работах. И, если один преподаватель пропустил неточность или иначе трактует фрагмент, то они могут тиражироваться. Возврат студента к исходной информации или законченной работе не гарантирует концентрацию внимания на конкретной ошибке. Область типовых ошибок конечно разная для ручных технологий графических работ, которые, по разным причинам, сохранятся некоторое время даже в процессе документирования, (так же, как и их имитация на базе РС), или с применением программных средств на основе прототипов и баз данных стандартных фрагментов изображений. Повышение эффективности таких работ, как за счет повышения качества, так и сокращения времени работы студента и преподавателя возможно, в частности, перенесением практики упомянутых выше производственных контрольных мероприятий на учебный процесс.

Подготовка подобных карт самоконтроля (КСК), номинально способствует концентрации преподавателей на анализе причин типовых ошибок, выделению методически несовершенных фрагментов, расширит поле конкретной методической работы. Кроме того, КСК позволят ускорить процесс выполнения и проверки работ, как бы перенося часть контроля в другую временную область, расширяя количество “нормоконтролеров”. Конечно, подготовка КСК требует, как минимум, начального “временного капитала”, но затем он окупится.

Приводимый далее пример использования карты самоконтроля вытекает и из полезности фрагментарного опыта. В свое время на нашей кафедре студенты активно использовали для графических работ специально подготовленные форматы, на полях которых были изображены графические фрагменты чертежей, в которых систематически допускаются ошибки (см. рис.1). Частично это снимало неточности при первых предъявлениях работ и, во-вторых, позволяло оперативно, если надо, тут же обратить внимание студента на эталон и заодно усомниться, когда есть основание, что работа выполнялась сознательно. Кроме того, автор давно практикует при проверке и консультациях индивидуальных графических работ беседовать сразу с двумя – тремя студентами. При этом активно проверяется работа одного студента, а от других требуется следить за выявляемыми ошибками, анализируя наличие аналогичных у себя. Если у других студентов специфические проблемы, они обсуждаются отдельно. Тематика целесообразной области подготовки КСК широка и выходит, конечно, за рамки примера чертежа фрагмента стандартного резьбового соединения, которым она здесь иллюстрируется.

На рис. 2 приведен пример такой контрольной операционной карты, совместно с уменьшенным фрагментом контролируемого изображения (поэтому его качество здесь, извините, не гарантировано как у оригинала). Это элемент известного типового задания, при выполнении его традиционной технологией, - фрагмент сборочного чертежа, содержащего резьбовое соединение. Известно, что такой фрагмент может быть изображен с разным количеством упрощений, предусмотренных ГОСТом. Студенты выполняют не один вариант, а пример “карты” приведен для самоконтроля одного из допустимых по заданию вариантов. Её форма может быть, естественно, и другая. Карта выдаётся при выполнении задания в виде твердой копии или (и) файла. Предъявляя работу, студент должен одновременно предъявить КСК с фиксацией проведенного поэлементного самоконтроля, выполненного им по индивидуальному заданию изображения. На прошлой неделе автор получил представлении об эффективности использования КСК. Не претендуя на строгую статистику, могу сказать, что количество работ, предъявляемых с первого раза без типовых ошибок, возросло раз в семь- восемь.

И еще один аспект, связанный с этой типовой работой. Исторически подобные задания ставились так, что исходные данные предполагают заданным номинальный диаметр резьбовой детали, толщину соединяемых деталей и их материал, как бы акцентируя предметную для ИГ часть задачи. (Глубина ввинчивания резьбового конца задается в таблице в зависимости от материала детали). При этом связи геометрических параметров с другими конструктивными, даже простыми, практически не остается.

А можно небольшим дополнением обозначить, так необходимую междисциплинарную связь. (Напомню, что даже на последнем президентском Совете по образованию эта тема (междисциплинарность) была одной из главных)... После анализа студентами индивидуальных данных задания, автор всегда обращается к аудитории с вопросом: “ Как вы оцениваете усилие растяжения, которое выдержит стержень, заданного Вам диаметра резьбовой детали?” Или: “Какой вес выдержит простая проволока сечением 1мм2?“ Ошибки в ответах студентов в среднем десятикратные. Допустимые усилия им представляются всегда меньше реальных; почему понятно, но это другая тема. Это не единственный признак отсутствия у студентов масштабных представлений о физических параметрах технических объектов и их связи с геометрическими. По-моему, эти пробелы надо стараться ликвидировать при каждом удобном случае. Всего минут пятнадцать занимает объяснение оценки расчетного предельного усилия работающего на разрыв стержня и на сдвиг (смятие) суммарного сечения витков резьбы. Будем считать, что эти 15 минут будут сэкономлены на проверке работ. При этом оценочные расчетные модели составляю в диалоге со студентами. И здесь возникает еще один маленький междисциплинарный фрагмент, иллюстрирующий, что геометрия расчетных моделей, как правило, проще реальной геометрии конструкции.

…В итоге вместе с аудиторией получаем оценку соотношения предельных усилий на растяжение стержня и смятие резьбы в виде Fр / Fcм ≈ Dср / Нр (при одинаковых материалах резьбовых поверхностей). (Здесь D - средний диаметр резьбы, Н - длина сопряжения резьбы в отверстии или гайке). И прошу студентов запомнить простое: расчетное допустимое усилие при растяжении пропорционально сечению и, в частности квадрату диаметра круглого стержня. И говорю студентам: ищите в тех конструкциях, которые “попадаются на глаза” резьбовые соединения и давайте оценку “на глаз” их расчетным усилиям.

Разумеется, выполнение подобного задания на основе ППП и баз данных обеспечивает возможность регулярно строить такие связи, повышая эффективность работ как в рамках самой дисциплины, и как пропедевтики элементов других инженерных дисциплин. Геометрия в рамках инженерной ГГП , по возможности, не должна быть физически безликой.

Разработка таких и подобных методических материалов может быть интересной и важной методической нагрузкой преподавателей, оценкой и стимулом повышения креативного уровня. Такой акцент в методической работе преподавателей давно утвердился в ведущих технических университетах, уже давно стал нормой, особенно в ТУ, активно работающих в режиме дистанционного образования. Построение подобных междисциплинарных мостиков не требует ни сопромата, ни ОКМ, … только желания учить и учиться...

Список литературы

1. Горнов А.О. Проблемы и системные аспекты реализации компетентностного подхода в инженерном образовании / А.О. Горнов, Е.П. Касаткина // Проблемы качества графической подготовки студентов в техническом вузе в условиях ФГОС ВПО: материалы III Международной научно-практической интернет- конференции. - Пермь: Изд-во ПермГТУ, 2010 г. – С.33-40.

2. Горнов А.О. Естественная структура инженерной подготовки / А.О. Горнов // Сборник материалов 3-ой Международной научно-практической интернет-конференции «Проблемы качества графической подготовки студентов в техническом вузе в условиях перехода на образовательные стандарты нового поколения ». Пермь-2013, с.74-85

　3. Горнов А.О. Формирование образовательных программ в контексте концепции естественной структуры (NL) инженерной подготовки / А.О.Горнов, Е.В.Усанова, Л.А.Шацилло // Материалы шестой Международной научно-практической конференции «Электронная Казань-2014». В 2-х ч. Ч.1. - Казань: ЮНИВЕРСУМ, 2014. – С.176-184.

Рисунки к докладу

Фрагменты полей  специальных форматов

Пример карты  самоконтроля с фрагментом конролируемого изображения (уменьшено)

Васильев Вячеслав Владимирович (11 марта 2015 г. 21:53)	Уважаемый Александр Олегович, Спасибо за хороший доклад. Сам многократно сталкивался с этой бедой. В связи с этим приходилось записывать алгоритмы для студентов, чтобы избегать однотипных ошибок при создании работ. Теперь же попробую совместить алгоритмы создания работы с КСК. Остается только надеятся, что количество ошибок в работах студентов будет только меньше))) С уважением В.В.Васильев
Горнов Александр Олегович (11 марта 2015 г. 23:01)	Вячеслав Владимирович, здравствуйте! Если попробуете использовать  КСК , поделитесь потом, пожалуйста,  результатами для уточнения эффекта .   У меня   тоже будет  дополнение , так как в  параллельной  подгруппе преподаватель работает  без  КСК , фиксируя  количество зафиксированных  ошибок при предъявлении этих же работ. Но ассистент   "расписывается" за их  фиксацию, а студенты  за их отсутствие.  Потом  мы вместе подведем итоги .
Васильев Вячеслав Владимирович (11 марта 2015 г. 23:31)	Александр Олегович С удовольствием поделюсь результатами. Не могли бы Вы дать контакты, по которым я смогу выслать вам результаты, т.к. конференция к тому времени будет закрыта и возможности связаться не будет. С уважением В.В.Васильев
Горнов Александр Олегович (12 марта 2015 г. 9:50)	Да, Вячеслав Владимирович, конечно!  Жду от Вас не только результатов, но и всю предшествующую "атрибутику" ( где применили, в какой  форме ... ) . Е-mail   gornov12@yandex.ru   C уважением, А.О.
Васильев Вячеслав Владимирович (12 марта 2015 г. 15:45)	Александр Олегович, Вашу почту я записал, так что, как говорится, "как только - так сразу" вышлю результаты. С уважением В.В.Васильев