ПРОБЛЕМЫ КАЧЕСТВА ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ «ИНЖЕНЕРНАЯ И КОМПЬЮТЕРНАЯ ГРАФИКА» В ТЕХНИЧЕСКОМ ВУЗЕ

В условиях вариативности школьного образования актуальными становятся вопросы разработки новых подходов и методик преподавания Инженерной и компьютерной графики, а также разделов начертательной геометрии в технических высших учебных заведениях. В работе представлен опыт введения дополнительных занятий по Инженерной и компьютерной графике на факультете прикладной математики и механики ПНИПУ. Проведен анализ изменения успеваемости и эффективности проекта.

 В настоящее время наблюдается дефицит инженеров-конструкторов, исследователей, проектировщиков, обладающих широким научно-техническим кругозором, владеющих новыми информационными технологиями, способных к постоянному саморазвитию, самосовершенствованию, самопознанию.

Для решения этой проблемы при подготовке выпускников технических вузов необходимо применять новые подходы и методики преподавания, что особенно значимо при обучении графическим дисциплинам. Наиболее актуальными становятся эти вопросы в условиях крайне низкого уровня  школьного образования и его вариативности. Чем больше различия в школьных программах, тем сложнее оптимизировать программу графической дисциплине в вузе. Черчение давно уже не является обязательным предметом в школьном образовании, что значительно усложняет освоение этого предмета при дальнейшем обучении в технических ВУЗах, где учебные программы предполагают наличие первоначального представления и знания основных понятий и определений геометрии и графики [1]. 

В Пермском национальном исследовательском политехническом университете (ПНИПУ) на факультете прикладной математики и механики (ФПММ) по трем из четырех направлений в учебных планах предусмотрено изучение разделов дисциплины «Начертательной геометрия. Инженерная и  компьютерная графика» (в зависимости от направления и профиля соотношения разделов меняются). ООП разработаны в соответствии с федеральным государственным образовательным стандартом  по направлениям подготовки бакалавров 15.03.03 (151600.62) – Прикладная механика, профили: «Динамика и прочность машин» (ДПМ), «Компьютерная биомеханика» (БМ), «Вычислительная механика и компьютерный инжиниринг» (ВМ); 12.03.03 (200700.62) «Фотоника и оптоинформатика» (ФОП); 01.03.02  (010400.62) «Прикладная математика и информатика» профиль  «Математическое моделирование» (ММ) [2].

На факультете прикладной математике и механики  ПНИПУ реализована идея объединения университетского образования по принципу сочетания фундаментального физико-математического образования с практической инженерной подготовкой. Студенты с первых курсов занимаются научно-исследовательской работой, проходят практику на  машиностроительных предприятиях и в академических институтах.   Выпускники факультета – это высококвалифицированные специалисты в области технических наук, с применением теоретических, численных и экспериментальных методов исследования надежности и безопасности машин, конструкций, приборов и различных механизмов современной техники.

При этом, одной из актуальных проблем остается наблюдаемое отставание и отрыв инженерного образования от современных реалий, когда рынок труда требует не широты университетского образования, а прямо противоположного – интенсивной подготовки специалистов для конкретного заказчика [3]. При этом рынок труда сегодня полон выпускниками втузов и университетов, не владеющих необходимыми компетенциями. Не случайно многие крупные корпорации для работы на своем предприятии открывают курсы повышения квалификации инженеров [4].

Например, бакалавр техники и технологии по направлению «Прикладная механика» должен исследовать надежность, ресурс и безопасность машин, конструкций и приборов, создавать и развивать аналитические и численные методы расчета новой техники и технологии из современных конструкционных материалов. При этом необходимо изучать методы математического моделирования реальных процессов и применения вычислительной техники в инженерных расчетах, строить модели деталей машин и механизмов, конструкций, что невозможно без знания инженерной графики и начертательной геометрии,  навыков  работы в САПР, Пакетов автоматизированного проектирования с применением ЭВМ [5].

В этой связи актуальной является проблема освоения компетенций в рамках предмета «Инженерная и компьютерная графика», которую можно частично  решать путем введения дополнительных занятий, дополнения учебных программ как в школах, так и высших технических учреждениях. При этом необходимо учитывать специфику того или иного направления, особенности профиля, а также общий образовательный уровень студентов, изучающих дисциплину.

Все разделы преподаются в течение 2-х семестров, занятия разделены на лекционные и  практические, из них более 40 % в интерактивной форме, также предусмотрены лабораторные работы по разделам компьютерной графики. При переходе в 2011 года на ФГОС ВПО увеличена доля часов на самостоятельную работу студентов.

Однако, за последние 5 лет руководством университета, ведущими преподавателями  кафедры «Дизайн, графика и начертательная геометрия» (ДГНГ), а также руководством ФПММ и выпускающих кафедр была отмечена отрицательная динамика успеваемости по разделам «Инженерная графика». Отсюда значительный процент отчислений студентов уже после 1-го семестра и на первом курсе в целом. Картина отставания студентов по дисциплине «Инженерная и компьютерная графика» вырисовывается особенно четко на фоне общей достаточно успешной деятельности студентов ФПММ.

Руководством ПНИПУ для улучшения ситуации с низкой успеваемостью по указанной дисциплине было принято решение о проведении в 2014/15 учебном году дополнительных занятий с целью повышения качества обучения и сохранения контингента после первого курса. Для реализации проекта был осуществлен входной контроль знаний в виде  тестирования с целью выявления уровня подготовки, где студентам предлагалось ответить на вопросы по следующим разделам: базовые знания геометрии, геометрическое моделирование, основы черчения. После анализа результатов тестирования были выявлены разделы и подразделы, где решения вызывали наибольшие затруднения у первокурсников.

По результатам тестирования составлены объединенные группы до 25 человек с прикрепленными преподавателями (два преподавателя на группу). Дополнительные занятия посещали студенты, получившие неудовлетворительные оценки по тестированию (менее 50 % правильных ответов) (табл. 1). Занятия проводились по утвержденным тематическим планам по расписанию во внеучебное время. В качестве рекомендаций при составлении тематического плана сделан акцент на темы для практических занятий, а также наиболее сложные темы, выделенные для самостоятельной работы. На протяжении семестра проводились еженедельные дополнительные аудиторные занятия, в том числе 50 % в интерактивной форме, посещаемость составила от 70 до 90% в разных группах.

Таблица 1

Результаты тестирования при входящем контроле знаний по геометрии и черчению у студентов первого курса ФПММ

Как видно из табл. 1, от 41% до 63% первокурсников не смогли преодолеть 50%-ый барьер при входном тестировании, при этом необходимо отметить, что 20 % из опрошенных показали вообще нулевой результат, т.е. 100% неправильных ответов. Отсюда можно сделать выводы, что навыки у этих студентов по геометрии и черчению отсутствуют вообще.

В качестве оценки эффективности проведенного дополнительного курса по инженерной графике проведен сравнительный анализ успеваемости по дисциплине при сдаче экзамена в зимнюю сессию в 2014  и 2015 году (табл. 2).

Таблица 2

Анализ успеваемости по дисциплине при сдаче экзамена (дифференциального зачета) в зимние сессии в 2013/14 и 2014/15 году студентов первого курса ФПММ

Как видно из табл. 2, увеличился процент студентов, которые сдали инженерную графику в 2015 году и при этом посещали дополнительные занятия по инженерной графике. Т.е. успеваемость имеет положительную динамику, а значит можно сделать вывод, что проведение дополнительных занятий необходимо продолжать. Видимо, при дальнейшей модернизации ООП, учебных планов и рабочих учебных программ необходимо по возможности изменить баланс в трудоемкости дисциплины между аудиторными часами и выделенными часами для самостоятельной работы студентов, уделяя большее внимание практическим занятиям и лабораторным работам.

Список литературы

1. Шихова О.Ф. Индивидуальные образовательные траектории самостоятельной инженерно-графической подготовки студентов в техническом вузе / О.Ф.Шихова, О.В, Жуйкова // Образование и наука. 2013.№9 (108). С.56-70.
2. Данилов А.Н., Лобов Н.В., Столбов В.Ю., Столбова И.Д. Компетентностная модель выпускника: опыт проектирования // Высшее образование сегодня. 2013. № 6. С. 20-28.
3. Матушкин Н.Н., Столбова И.Д. Прагматизм как лейтмотив отношений формирование компетентностной модели выпускника с учетом требований регионального рынка труда (на основе исследовательских материалов Пермского государственного технического университета)// Аккредитация в образовании. 2008. № 27. С. 58-61.
4. Дьяконов Г.С. Глобальные задачи инженерного образования и подготовка инженеров в национальном исследовательском университете/ Г.С.Дьяконов // Высшее образование в России.  2013.  №12.  С.35-40.
5. Данилов А.Н., Гитман Е.К., Столбова И.Д. Оценка качества подготовки инженерных кадров к инновационной деятельности // Стандарты и качество. 2012. № 8. С. 74-78.

Мокрецова Людмила Олеговна (7 марта 2015 г. 23:50)	Добрый вечер, уважаемые Коллеги!  Поздравляю вас с наступающим праздником 8 Марта!  Желаю дальнейших успехов в работе и счастья. Позвольте задать вам вопросы: 1.Какова трудоемкость дополнит ель них занятий, как они отражены в учебных планах или рабочих программах? 2.Дополнительные занятия - платные? что это стоит студенту и Преподавать?  3.Каков проходной балл на приведенных направлениях обучения? 4.есть ли такие курсы для других дисциплин и кто оценивает занятость студентов на таких занятиях? Спасибо.
Кузнецова Елена Владимировна (10 марта 2015 г. 21:40)	Приветствую, Людмила Олеговна! Поздравляем Вас с Весенним праздником, желаем всего наилучшего! отвечу  на Ваши  вопросы: 1.Проведение дополнительных занятий осуществлялось в прошлом и позапрошлом семестрах впервые в рамках пилотного проекта ПНИПУ, объем часов 34 в семестре т. е. в среднем по 2 часа в неделю на группу,  2. для студента - это абсолютно бесплатно, а преподавателю оплачивали за счет внебюджетных средств почасовую оплату, 3. проходной балл на приведенных направлениях от 150 до 175 не высокий, поэтому есть необходимость принятия мер для сохранения контингента младших курсов. 4. Дополнительные занятия проводились также по Высшей математике и физике, посещаемость контролировалась деканатом и выпускающими кафедрами, С целью выявления степени необходимости таких занятий были проведены входные контрольные мероприятия, а также проведен опрос о желании добровольно посещать дополнительные занятия в свободное от учебных занятий по расписанию время. опрос показал, что 80 % студентов нуждаются в дополнительном изучении указанных дисциплин, после чего проект был запущен. Спасибо за вопросы  С Уважением, Кузнецова Е.В.