РЕАЛИИ И ПЕРСПЕКТИВЫ ГЕОМЕТРО-ГРАФИЧЕСКОЙ ПОДГОТОВКИ В ПНИПУ

В докладе обсуждаются вопросы текущего состояния дел в рамках ГГП в ПНИПУ, а также месте ГГП в новых учебных планах, вводимых с 1.09.19, в соответствии с ФГОС3++ и самостоятельно устанавливаемыми стандартами университета.

С момента перехода на ФГОС ВПО (2013 г.) геометро-графическая подготовка (ГГП) в ПНИПУ осуществляется для большинства направлений и специальностей, и представлена в учебных планах интегрированной дисциплиной «Начертательная геометрия, инженерная и компьютерная графика» [1,2]. В рамках ФГОС ВПО была проведена унификация требований различных направлений подготовки и разработаны три уровневые унифицированные программы освоения дисциплины, предусматривающие соответствующие сроки обучения, объемы трудоемкости и видов учебной деятельности, которые представлены в табл.1 [3,4].

За этот период ежегодно кафедра участвовала в реализации примерно 100 профессиональных образовательных программ технической направленности и осуществляла обучение около 2000 студентов очного и заочного отделений. Можно отметить следующие особенности реализации базовой геометро-графической подготовки студентов в ПНИПУ:

• Унификация уровневых программ ГГП в ПНИПУ в рамках ФГОС ВПО (2013 г.) – дисциплина «Начертательная геометрия, инженерная и компьютерная графика» с трудоемкостью 3, 4 и 6 з.е. [4];
• Учет требований работодателей (НПО «Искра», «Авиадвигатель» и др.) к качеству базовой ГГП и владению современными информационными технологиями проектирования;
• Реализация интегративной модели ГГП [2];
• Введение входного контроля для студентов;
• Организация практико-направленной и проектно-ориентированной учебной деятельности студентов на основе внедрения метода проектов [5,6];
• Обязательный лабораторный практикум для эффективного получения навыков автоматизации проектно-конструкторских работ и технологий 3d моделирования;
• Использование в учебном процессе элементов АОС (лекционный курс, электронный практикум, электронный справочник, автоматизированный контроль знаний) [7,8].

Интегративная модель ГГП, обеспечивающая формирование предметных компетенций как целостных новообразований, затрагивающих когнитивную, деятельностную и личностную сферы, представленая на рис.А.

Рис. А. Интегративная модель ГГП

При разработке интегрированного курса графической подготовки, компенсирующего при переходе на бакалавриат снижение как общего количества часов предметного обучения, так и часов, отведенных на теоретическую подготовку, особое внимание было уделено освоению практических приемов использования компьютерной графики. В программу обучения введен лабораторный практикум, где рассматриваются вопросы не только автоматизированного выпуска конструкторской документации (синтез инженерной и компьютерной графики), но и решаются практико-ориентированные задачи геометрического моделирования, сочетающие теоретические основы начертательной геометрии и современного инструментария САПР. Практикум по геометрическому моделированию содержит задачи – современные аналоги метрических и позиционных задач – различного уровня сложности, развивающие пространственное воображение обучаемых, демонстрирующие необходимость освоения основ начертательной геометрии и одновременно позволяющие совершенствовать навыки использования инструментария 3d моделирования [9,10].

Сегодня успех формирования геометро-графических компетенций студентов непосредственно зависит от уровня внедрения в процесс обучения САD-систем, сближающих графическое образование с реальной проектно-конструкторской деятельностью, а также широкого использования в учебном процессе средств и возможностей новых информационных технологий. Рациональное использование учебного времени, проводимого студентами в компьютерном классе во время лабораторных занятий, обеспечивается методическими указаниями в виде раздаточного материала, который управляет поэтапными действиями студентов до достижения ими запланированного результата. Пример такого сопровождения приведен в приложении к докладу (рис.1-3). Таккая методика позволяет студентам в кратчайшее время получить навыки продуктивной работы в осваиваемой среде графического редактора.

Насущной задачей ГГП в вузе сегодня является выявление первоначальных навыков развития геометро-графического мышления первокурсников. С этой целью введен входной контроль знаний студентов, который проводится в автоматизированном виде. На рис. Б  представлены примеры тестовых заданий входного контроля.

Рис. Б

Входной контроль содержит тестовые задания по следующим разделам: общие знания геометрии, геометрическое моделирование, знания основ черчения и общая эрудиция. Баллы подсчитываются как по каждому из разделов, так и в целом за прохождение всего теста. На рис. В и Г приводится анализ данных входного контроля на факультете и в отдельной студентческой группе.

Рис. В. Анализ данных входного контроля на строительном факультете

Рис. Г. Анализ данных входного контроля в студенческой группе

Современное управление образовательным процессом строится на основании контроля результатов обучения, которых достигают обучаемые на различных этапах предметного обучения. Автоматизация контроля знаний и умений студентов позволяет организовать сквозной мониторинг успеваемости студентов на всех этапах освоения образовательной программы, систематизировать самостоятельную работу студентов, а также повысить мотивацию и заинтересованность студентов в качественном освоении дисциплины. Большой объем, получаемых в ходе мониторинга образовательных результатов, может обрабатываться автоматически. Автоматизация при анализе данных успеваемости студентов позволяет вырабатывать корректирующие воздействия на сложившуюся ситуацию в рамках предметной подготовки в целом, в отдельных студенческих группах и успеваемости конкретного студента [11].

На кафедре ДГНГ ПНИПУ разработка контролирующего компонента образовательного процесса направлена на обеспечение качества знаниевых и умениевых компонентов результатов ГГП. Кафедра имеет многолетний опыт использования системы автоматизированного контроля качества графической подготовки (САК КГП) студентов ПНИПУ, постоянно совершенствует разработанную систему и использует современные возможности мониторинга качества в образовательном процессе кафедры ДГНГ [12].

По каждому из осваиваемых учебных модулей подготовлены тематические тесты для самоконтроля обучаемых и контрольные тесты, оценивающие уровень подготовки по окончании учебного модуля. Тезаурус модульных областей охватывает ключевые понятия (дидактические единицы) в соответствии с программой обучения. Модульное тестирование в режиме самоподготовки проводится студентами самостоятельно через Интернет по всем темам учебного модуля. В табл. 2 приведена совокупность разработанных модульных тестов, предназначенных как для самоподготовки и доступных с любого компьютера и в любое удобное время, так и комплексные тесты для аудиторного контрольного тестирования, доступные только на учебных занятиях.

Рис. Д. Ведомость самоподготовки по 1 модулю в студенческой группе

На рис. Е приведена ведомость контрольного тестирования той же студенческой группы, в которой приводятся как набранные баллы за задания по каждой из тем данного модуля, так и общая оценка за тест в целом.

Рис. Е. Ведомость контрольного тестирования по 1 модулю в студенческой группе

Уже неоднократно было отмечено ранее, для геометро-графического обучения студентов актуальными являются вопросы внедрения метода проектов [5,6]. Во-первых, сам профиль такой подготовки предполагает практико-направленную профессиональную деятельность. Во-вторых, использование этого метода позволяет приблизить образовательные технологии к профессиональной деятельности проектировщика, которая в последнее время претерпела значительные инновационные изменения. Реализиция проектной технологии была представлена нами на прошлых конференциях [13].

После прошедшей в университете аккредитации реализуемых образовательных программ было принято решение о дальнейшей оптимизации образовательной деятельности вуза при переходе с сентября 2019 г. на обновленные стандарты ФГОС3++. Как показала практика, наибольшую трудоемкость занимает разработка рабочих программ дисциплин (РПД), входящих в учебные планы (УП) заявленных образовательных программ. В университете принято решение о переходе на самостоятельно устанавливаемые образовательные стандарты (СУОСы), сокращении количества реализуемых направлений подготовки и дальнейшей унификации образовательных программ.

Заметим, что унификация предметных подготовок, в том числе и графической подготовки, проведенная в вузе до 2013 года, значительно сократила объем разрабатываемого документального материала на общеобразовательных кафедрах. Поэтому унификацию предметных подготовок решено сохранить, а также унифицировать в учебных планах блоки дисциплин, обязательных к изучению во всех образовательных программах вуза определенной направленности. В табл. 3 приведены блоки унифицированных дисциплин, обязательных к изучению для всех направлений в области техники и технологии.

Ранее включение графической подготовки в учебный план образовательной программы было прерогативой выпускающей кафедры, теперь для всех технических направлений она стала обязательной. При разработке учебного плана профессиональной образовательной программы определенного направления выбор уровня освоения дисциплины остается за выпускающей кафедрой. В связи с таким решением графическая подготовка дополнительно должна присутствовать и в образовательных программах по направлениям подготовки «Информационные системы и технологии», «Прикладная информатика в экономике», «Программная инженерия», в действующих учебных планах которых она пока отсутствует.

В настоящее время процесс разработки учебных планов на 2019 г. завершается, сложности состоят в увеличении доли самостоятельной работы студентов (в отношении  40 на 60). Следующий этап - утверждение в УМУ рабочих программ унифицированных дисциплин. 

Срок введения новых учебных планов в ПНИПУ 1.09.2019.

Список литературы

Рисунки к докладу

Лепаров Михаил Николаевич (4 марта 2019 г. 23:54)	Здравствуйте, уважаемые Константин Григорьевич, Ирина Дмитриевна и Алевтина Бруновна! Рад „встретится“ с вами. Спасибо за интересный доклад и поздравления за достижение обязательность программу в нового плана. У меня вопросы: Что такое  общая эрудиция студента в данном случае? Каким образом ее оцениваете? Какие действия предпринимаются в зависимости от ее оценки? Пожалуйста, извините мой русский. С уважением млепаров
Шацилло Людмила Анатольевна (5 марта 2019 г. 0:37)	Здравствуйте уважаемые коллеги! Как всегда, очень добротная работа коллектива вашей кафедры. Молодцы, ну что тут скажешь! САК КГП сами разрабатывали или пользуетесь готовой разработкой? Модульный контроль для модулей, фиксированных программой обучения, или объемы и темы (видно , их фиксированное к-во тем по 5 в модуле. Больше/меньше можно?) Глубина их освоения обеспечивается ссылками в ЭОР? Уровни освоения в 4, 6 и 8 з.е. по принципу: для гуманитариев, энергетиков, машиностроителей и т.д. или связаны с глубиной подготовки специалистов по направлениям? Ограничиваетесь базовой ГГ-подготовкой, исходя из того, что она инвариантна к направлениям или привязываете пофакультетно и учите на ТО их направлений?  Сейчас все спецкафедры владеют ГИТ и ГИС и на своем материале учат более предметно, номинально попутно решая задачи базовой ГГП. Это и вызвало у нас предложение о рассмотрении новой парадигмы, если мы хотим (?) сохранить свою специфичность и место в ООП. В этом аспекте интересно мнение руководства ГНМС.  Интеграция кафедр происходит неспроста. В КНИТУ-КАИ объединили ГГП с Основами конструирования. Пока. Дальше, думаем, что от “кафедрально-дисциплинарных” структур при сквозном  проектно-деятельностном обучении инженеров (по типу структры рис.1) постепенно будут отказываться. Там, где это произошло (в индустриально развитых странах) инженерная подготовка ничего не потеряла, а только приобрела. Хотя у них лекционные аудитории почти пустуют - все есть в ЭОР, зато лаборатории, НОЦ и центры САПР заполнены студентами. Обучение на базе ИКТ дало возможность и вызвало потребность теоретические аспекты осваивать самостоятельно (индивидуально или с консультациями). Когда больше практики, прикладных задач, тогда больше творчества и “пространственного воображения” …       Как всегда, с большим уважением, А.О., Л.А., Е.В.
Рукавишников Виктор Алексеевич (5 марта 2019 г. 14:31)	Добрый день, Уважаемые коллеги! У меня к Вам несколько вопросов: Геометро-графическая компетенция – это что? Вы формируете способность осуществлять какую именно профессиональную деятельность? Данная компетенция является сложной, много уровневой или нет? Геометро-графическая компетенция является элементом другой более сложной компетенции (системы) или Вы ввели её сами как самостоятельный элемент? Вы формируете определенный этой уровень компетенции или полностью? Как Вы измеряете уровень сформированности компетенции? Приведенные тесты измеряют лишь уровень приобретенных Знаний и не более. Вы создали интегративный курс. Интегративный учебный модуль формируется в результате интеграции нескольких учебных модулей со своими целями, задачами, предметом изучения и т.д. В результате интеграции образуется единый целостный учебный модуль, имеющий свою цель, задачи, предмет изучения и новое название, вытекающее из новой цели и предмета изучения. Интегративный курс обладает качественно новыми свойствами, которых нет ни в одном из интегрируемых элементов. Вы могли их назвать. В противном случае это не интегративный курс, а нечто другое. С уважением, В.А. Рукавишников.
Шахова Алевтина Бруновна (5 марта 2019 г. 21:24)	Здравствуйте уважаемые коллеги, Михаил Николаевич и Людмила Анатольевна, спасибо за интерес к нашему докладу; отвечаю по порядку: 1. Общая эрудиция студента проверяется вопросами типа, ...что такое аксиома? или чему равна длина окружности и т.д. 2. оценивает программа, все автоматизировано. 3. входной контроль призван оценить уровень подготовленности поступившего контингента по группам и сделать выводы какая группа сильнее и т.д. 4. Все САК КГП явдяются разработками кафедры, все программы позволяющие им работать тоже. 5. 4, 6,8 з.е. не совсем по принципу гуманитарии и т.д. (у гуманитариев вообще нашей дисциплины нет) а согласно учебным планам утвержденным и согласованным выпускающими кафедрами по направлениям подготовки.т.е. в большей степени пофакультетно. 6. очевидно все же, в ближайшем будущем ПНИПУ будет внедрять цифровое образование (эксперимент начинается с сентября) и сейчас кафедра занимается наполнением системы,  и то о чем Вы, Людмила Анатольевна, пишите про индустриально развитые страны весьма актуально. С уважением Шахова А.Б.
Хейфец Александр Львович (5 марта 2019 г. 22:00)	Алевтина Бруновна, здравствуйте. Меня заинтересовала фраза о введении у Вас цифрового образования. Что здесь предполагается? Поделюсь. У нас сейчас ввели систему "Электронный ЮУрГУ". Там заведены все группы, все предметы и мы. Наша задача на сегодня - проставлять посещаемость студентов. Скоро будем вводить оценки за КГЗ, зачеты, экзамены.... Сейчас все это раздражает, поскольку дублирует существующие бумажные документы (журнал посещаемости, ведомости аттестации ...) . Наверное, скоро останется толко электронная система.  Это в добавление к рабочим программам, личному кабинету. Это имеется ввиду, или что-то новенкое? С уважением. А.Л. Хейфец.
Шахова Алевтина Бруновна (6 марта 2019 г. 21:24)	Здравствуйте Александр Львович. Несколько лет назад, в ПНИПУ был факультет ДО , но не прижилось, результативность образования тогда не получилась. Сейчас врозвращаются к той базе но в модернизированном виде(новая оболочка и новые электронные ресурсы) и тоже для каждой гр. В оболочку закачиваются все материалы, лекции, практика, лабораторный практикум и т.д. по модулям. С уважением Шахова А.Б.
Хейфец Александр Львович (7 марта 2019 г. 21:14)	Уважаемые и дорогие "графини". Поздравляю с наступающим праздником. Желаю здоровья, семейного счастья, благополучия и профессиональных радостей (если они Вам нужны). Вы составляете большинство наших кафедр и от Вас очень многое зависит в в сохранении и развитии нашего общего дела. "Граф"  А.Л. Хейфец.
Шахова Алевтина Бруновна (10 марта 2019 г. 18:00)	Здравствуйте Александр Львович, спасибо за поздравление с праздником от графа. С уважением Шахова А.Б.