|
|
Солодухин Евгений Алексеевич | (Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет) |
|
|
Тихонов-Бугров Дмитрий Евгеньевич | (Балтийский государственный технический университет «ВОЕНМЕХ» им. Д.Ф. Устинова) |
Рассматривается совокупность знаний, умений и навыков, которые, по мнению авторов, должен приобрести студент в результате обучения на кафедре, преподающей графические дисциплины в вузе, ориентированном на специалистов ракетно-космической отрасли. Ставится задача по разработке измерительных материалов, дающих информацию о результатах обучения и направлениях корректировки учебного процесса, с учётом его проектного характера и направленности на развитие рефлексии.
Графическая подготовка в БГТУ «ВОЕНМЕХ» ориентирована на специалистов в области проектирования и производства продукции ракетно-космического профиля. Отсюда вытекает перечень знаний, умений и навыков, которые должен приобрести студент на выходе с кафедры, преподающей графические дисциплины. Поставленными задачами определяется и выбор технологий обучения.
К упомянутым качествам мы относим:
Технологии обучения подбираются таким образом, чтобы сводить к минимуму рутинную работу и предполагают, даже на начальной стадии, непременное решение некой проблемы. Сюда входят, например: подбор гаечного ключа; выбор способа стопорения крепёжного соединения; выбор параметров резьбы с целью обеспечения заданных характеристик; обеспечение заданной толщины стенки детали; выбор параметров запорной пары пневмо-гидро арматуры и.т.д. и т.п. Таким образом, проблемное и проектное обучение занимают в учебном процессе главенствующее положение. В этом случае обучаемый студент решает посильную творческую задачу с получением конечного продукта. Тут очень важно создать такую обстановку, чтобы (как выразился отец проектного обученияВ.Килпатрик) проект стал от души выполняемым замыслом.
Вернёмся к тем качествам, которые мы хотим развить в студенте и критериям оценки нашей работы. Что касается развития творческого пространственного представления, то главным средством считаем начертательную геометрию.
Причиной является не особая любовь неких ретроградов к данной дисциплине, а понимание того, что качественная геометрическая подготовка и развитое пространственное представление – то, что приобретается как раз в процессе изучения особенностей проекционного моделирования.
Сегодня курс начертательной геометрии необходим не только как подготовка к геометрическому моделированию. Как справедливо отмечается в [1], она становится последним бастионом по борьбе с геометрическим невежеством. Наш многолетний опыт изучения содержания геометрической составляющей ЕГЭ, входное тестирование знаний по элементарной геометрии и уровня развитости пространственного представления, говорит о недостаточности уровня базовой подготовки абитуриентов [2] . Все эти проблемы ложатся на кафедры, преподающие графические дисциплины.
В курсе начертательной геометрии для развития рефлексии нами используются прикладные задачи на трассировку кабелей в отсеках летательных аппаратов, оптимальную компоновку оборудования в ограниченных объёмах, проектирование литейных форм и т.д. Хорошей базой для развития профессиональных качеств является такая инновационная технология как использование идей теории решения изобретательских задач Г.С.Альтшуллера для решения задач начертательной геометрии [3,4].
О геометрической подготовке абитуриентов. Школьная подготовка в области элементарной геометрии длительное время сильно страдала по причине фактического отсутствия геометрических заданий в ЕГЭ. В настоящее время геометрические задания составляют довольно значительную, но достаточно узконаправленную часть (фактически не изучается и не тестируется: конические сечения; плоскость, касательная к сфере; векторы в пространстве; преобразования фигур), что конечно не обеспечивает необходимой базовой подготовки для обучения в вузе.
Это утверждение подкрепляется входным тестированием, которое мы проводим уже более 10 лет. Дискуссии по ЕГЭ становятся уже общим местом, однако некоторые замечания всё-таки хочется сделать. Выступая в Государственной Думе 26 декабря 2016 года, министр образования и науки заявил, что с ЕГЭ всё нормально и в ближайшие три года изменений вносить не будут (противники ЕГЭ могут успокоиться).
Тут как раз и опрос ВЦИОМ (результаты опубликованы 19 декабря), подтверждающий уверенность министра в успешности ЕГЭ, подоспел. Ведь 80% учителей 11 классов подтверждают эффективность ЕГЭ. С ними солидарны и выпускники школ, но таковых уже 62%. И первокурсники с высокими баллами - за, но их уже 60%. Преподаватели вузов (мы с вами) тоже за! Нас целых 72%.
О методике известно немного. Метод исследования – личные формализованные интервью. Тип выборки – «целевая». Известно, что опрошено 2200 человек в 20 субъектах федерации. Из них: 600 студентов первого курса; 400 преподавателей, ведущих занятия на младших курсах; 400 учеников; 400 родителей; 400 учителей. Если делить поровну по субъектам, то в Санкт-Петербурге (а может – во всём Северо-Западном регионе?) опросили всего-то 20 преподавателей. Одних только государственных вузов в Санкт-Петербурге больше 40. Есть сомнение в репрезентативности такой выборки, в том, что выборочная совокупность в данном случае представляет генеральную. Заметим, что опрос Левада-центра в июне 2015 года показал, что на одного сторонника ЕГЭ приходится пять противников. Из наших бесед с учителями и школьниками мы вынесли, что ЕГЭ лишает школьника возможности получить всестороннее образование, свойственное отечественной школе, т.к. идёт натаскивание на типовые задания по 3- 4 предметам. В результате, у тех студентов, которые поступали в вуз по математике и физике, возникают проблемы по химии, информатике, языку.
В [5] сделана попытка определить: насколько баллы ЕГЭ определяют уровень развитости рефлексии – основного качества личности, необходимого для успешного обучения в высшей школе. Выводы сделаны на основании изучения входного тестирования и результатов промежуточной аттестации (11-12 учебная неделя) студентов первого курса БГТУ ВОЕНМЕХ. Наиболее интересным нам показалось исследование на базе учебной дисциплины, по которой не проводятся испытания в школе и вузе – инженерной графике.
Конечно, исключить математику в данном случае не удастся, т.к. школьная геометрия является составной частью базы для изучения проекционного моделирования. Другой единственной и не очень существенной базой является предмет «Технология», составной частью которого должны стать основы черчения, которые зачастую игнорируются в угоду основам экономики и менеджмента. Таким образом, поле для оценки рефлексии вполне определено.
Входной тест определял уровень остаточных знаний по элементарной геометрии и умение применять их на практике, умение построить проекционную модель по аксонометрии и развитость пространственного представления с помощью классических тестов с проволочной моделью, сечений многогранников и принадлежности точки поверхности. Промежуточная аттестация оценивалась процентом выполнения учебного графика.
В исследовании приняли участие 532 студента, обучающиеся по техническим специальностям БГТУ «Военмех». Безупречно справились с тестом 12,2% тестируемых. Причём ЕГЭ у них оказался в интервале 252 – 149, что не подтверждает соответствующей зависимости. Удовлетворительные результаты показали 23,5%. Разброс ЕГЭ – 293 – 127 баллов. Интересно, что разброс ЕГЭ у не справившихся с тестом (таких 16,5%) 221 – 124. Вывод: результаты тестирования практически не зависят от баллов ЕГЭ.
Анализ успеваемости этих студентов на 11 – 12 учебных неделях подтвердил отсутствие корреляции со средним баллом ЕГЭ.
Есть основание сделать вывод о том, что в результате проведённых исследований подтвердилось предположение о том, что ЕГЭ не является средством оценки способности абитуриента к успешному обучению в высшей школе (оценки уровня развитости рефлексии).
Ещё одна важная и дискуссионная проблема: нужен ли некий минимум знаний в области технологии, метрологии, материаловедения (которым студент 1-3 семестра обучения не обладает) при обучении инженерной графике. Существует позиция, заключающаяся в том, что задача кафедры, ответственной за графическую подготовку - познакомить студента со стандартами ЕСКД, научить навыкам работы с пакетом прикладных программ (лучше несколькими) и соответствующими библиотеками, не вдаваясь в подробности указанных выше сфер. Сторонники такого подхода к обучению утверждают, что некоторые профилирующие кафедры даже приветствуют тот факт, что часы, которые раньше отдавались на изучение начертательной геометрии, теперь используются на изучение графических пакетов.
В Военмехе, с целью обеспечения качества конструкторского направления подготовки, в своё время был изменён преподавательский состав кафедры, преподающей графику. В настоящее время 90% преподавателей – инженеры-конструкторы и исследователи, за плечами которых находится большой практический опыт в области проектирования ракетно-космической техники, проведения уникальных физических экспериментов. Коэффициент гендерного паритета (отношение количества преподавателей женщин к количеству преподавателей мужчин) составляет 0,09. Таковым было пожелание представителей отраслей промышленности, для которых вуз готовит специалистов. Учёные степени имеет 77% преподавателей. Они обладают опытом преподавания не только графики, но и специальных дисциплин. К сожалению, в составе кафедры нет профессиональных геометров. Важно, что (как и знаменитые конструкторы ракетной и артиллерийской техники – выпускники Военмеха) все преподаватели понимают значение начертательной геометрии в образовании инженера-конструктора. Есть понимание и того обстоятельства, что кафедра без теоретического курса – не кафедра, а кандидат на объединение с другими. Известный сюжет, не правда ли?
По этой причине у нас нет сомнений в том, что в учебном процессе на кафедре, преподающей графику, обязательно должно быть место основам перечисленных выше дисциплин.
Для того, чтобы обеспечить надёжную обратную связь, получить объективную информацию об уровне восприятия учебного материала, мы сделали попытку создания оценочных материалов, которые такую информацию позволили бы получить.
Необходимо подчеркнуть, что эти оценочные материалы – не являются неким элементом контроля учёбы студента. С внедрением ЕГЭ, всевозможные тесты заполонили учебный процесс не только школ, но и вузов. Пройти аккредитацию без тестирования остаточных знаний было невозможно. Появилось обоснованное опасение: не затестироваться бы! К счастью, данная болезнь пошла на убыль. Наши оценочные материалы - только средство получения информации для внутреннего пользования. И главное, что мы намерены узнать – как обстоит дело с пресловутой рефлексией.
Эффективность обучения в высшей школе зависит в первую очередь не от некого приобретённого массива информации, не от уровня остаточных знаний, а от умения на их базе находить выход в ситуациях разного уровня сложности. Любые проекты, в том числе и учебные, завершаются осмыслением, сравнением, оценкой исходных и конечных состояний. Умение субъекта деятельности эффективно сопоставлять результаты на разных стадиях и анализировать их можно выделить как рефлексивную фазу этой деятельности.
Способность к рефлексии при обучении в вузе особенно ярко проявляется в ситуации, когда студент сталкивается с предметами полностью или частично не знакомыми по школьной программе.
Нас в большей степени интересует оценка развитости рефлексии на этапах промежуточной и итоговой аттестаций в учебном процессе на младших курсах. В процессе создания оценочных материалов нами заложены следующие принципы: все задания должны иметь жёсткие временные рамки; большинство заданий должно носить преобразующий характер; задания должны иметь блочную структуру; важным компонентом должен быть анализ текстовых исходных данных. Предложены три основных блока, которые должны дать информацию: о развитости пространственного представления; о навыках формирования и чтения чертежа; о владении навыками технического рисования, способности решения простых конструкторских задач.
Первый блок содержит задания по проекционному моделированию (построение геометрических образов по определителю, построение симметричных геометрических образов), анализ сечений многогранников, построение изометрии трёхзвенников с взаимно перпендикулярными звеньями по ортогональным проекциям (рис. 1). Как известно, один и тот же геометрический образ может иметь разные определители. По этой причине тестируемому студенту приходится делать выбор по заданным критериям. Задание на сечение требует анализа возможного расположения точки пересечения секущей плоскости с рёбрами многогранников. Задача с трёхзвенниками отягощается необходимостью дополнительного анализа проекций. Таким образом, выдерживается необходимость преобразовательной деятельности. В настоящее время набираем статистику для оценивания результатов. Предполагается введение некого поправочного коэффициента по времени.
Второй блок рис.2 содержит задания на анализ изображений проекций изделия; составление чертежа вала по заданным сечениям с использованием типовых элементов; формирование развёртки по аксонометрии. Преобразующая составляющая включает решение таких проблем как: неоднозначность формы некоторых элементов детали; необходимость грамотного использования таких стандартных элементов как: фаска, шпоночный паз, канавка для выхода шлифовального круга, зарезьбовая канавка, выбор оптимального варианта решения развёртки. Предполагается введение поправочного коэффициента по времени.
Третий блок рис.3 включает следующие задания: формирование технического рисунка по его словесному описанию; выполнение эскиза детали, отсутствующей в сборочной единице; «переконструирование» - изменение конструкции детали по заданным граничным условиям. В данном случае характер преобразований определяется проектно-конструкторским уклоном заданий. Анализ предварительных результатов тестирования по третьему блоку позволяет сделать вывод о том, что они дают возможность провести некоторую оценку эффективности проектной направленности учебного процесса. Так же как и в предыдущих случаях предполагается использовать поправочный коэффициент по времени.
Внедрение данных тестов сопряжено с необходимостью решения ряда не простых задач. На первой стадии очевидна невозможность компьютеризации, если не сводить решение заданий к выбору правильного ответа (что категорически исключено концептуально). Поправочный коэффициент как некая величина, связанная как со временем выполнения задания, так и с количеством правильно решенных проблем, требует статистических наработок. Немаловажная проблема – обеспечение одинаковой сложности по вариантам.
Несмотря на наличие отмеченных выше серьёзных трудностей, мы убедились в актуальности данной разработки и уже получили первые результаты, помогающие корректировать учебные задания проектного характера. Так из задания на разработку документации по готовому изделию удалена одна из деталей, которую нужно «доконструировать», а в задания на чтение чертежа введены вопросы некой модернизации детали или сборочного узла, т.е. в учебном процессе появились задачи на «переконструирование». Причём такие задачи имеют разный уровень сложности в зависимости от семестра обучения и способностей студента. Уже на этой стадии обучения ведётся поиск студентов с творческими задатками. Конструктор - творец это штучная профессия.
Поделимся некоторыми статистическими данными. В БГТУ в анонимном опросе приняли участие студенты второго курса, сдавшие экзамен по начертательной геометрии и зачёт по инженерной и компьютерной графике. Было предложено на выбор одно из заданий. Ожидаемо расклад получился следующим:
Среднее время на выполнение задания №1 составило 40 минут, на выполнение задания №2 – 57 минут, на выполнение задания №3 – 56 минут.
С двумя заданиями и более по №1 справились 75 процентов участников.
С двумя заданиями и более по №2 справились 50 процентов участников.
С двумя заданиями и более по №3 справились 67 процентов участников.
В СПбГАСУ был проведён опрос по одному из заданий второй группы – построение третьей проекции детали. С заданием успешно справились 42% участников.
Набор статистических данных продолжается.
Проводимые исследования, направленные на развитие ситуативной рефлексии, выступающей в виде «мотивировок» и «самооценок», обеспечивающих непосредственную включённость субъекта в ситуацию, осмысление её элементов, анализ происходящего, способности субъекта соотносить с предметной ситуацией собственные действия, а также координировать и контролировать элементы деятельности в соответствии с меняющимися условиями, убеждают в необходимости развития и совершенствования описываемых тестов, которые, со временем, могут стать качественными контрольно-измерительными материалами.
Вариант задания №1
Вариант задания №2
Вариант задания №3
Шахова Алевтина Бруновна (18 марта 2016 г. 12:53) |
Здравствуйте, Дмитрий Евгеньевич! С большим интересом прочитала Ваш доклад, очень интересные задания, по всем вариантам моделирования, понимания и конструирования, задания аналогичные когда использовались нами на олимпиадах для школьников. Не совсем поняла на каком этапе жизни вы проводите эту работу со студентами, в процессе обучения, на входе или уже после завершения курса, как проверка остаточных знаний.. но все больше вспоминаю Вашу прошлогоднюю статью "Хорошо не забытое старое...." Очевидно действительно нет ничего достойнее советской системы образования. Мне кажется Ваши данные разработки ( предложенные задачи) были бы актуальны и для ряда преподавателей наших кафедр (особенно молодых). Еще обратила внимание на Ваш кадровый состав: Далеко не на всех кафедрах работают люди со стажем инженера конструктора. всегда считала, что данный опыт необходим, ну и конечно гендерное соотношение просто восторг. С уважением Шахова А.Б. |
|
Тихонов-Бугров Дмитрий Евгеньевич (18 марта 2016 г. 14:18) |
Здравствуйте, Алевтина Бруновна. Спасибо. Мы все устали от тупого тестирования, когда надо выбирать правильный ответ. К счастью, от нас отстали с Интернет-тестированием остаточных знаний. То, что мы с Евгением Алексеевичем задумали - попытка оценить нашу работу. А именно: как на выходе с кафедры оценить уровень знаний, умений, навыков (не люблю болонское слово компетенции) на базе заданий, лежащих в прокрустовом ложе временных рамок (рефлексия). Сейчас набираем статистику по времени и критериям. С уважением, Тихонов-Бугров. |
Хейфец Александр Львович (18 марта 2016 г. 21:23) |
Дмитрий Евгеньевич, рискну высказать мнение о Вашей и Евгения Александровича работе. Вижу в ней три части. Первая - о роли НГ. Мое мнение Вам известно. Добавлю, что по моим наблюдениям опытные конструктора, особенно мужчины, просто так с производства на кафедры графики не уходят... Предполагаю, что и возраст производственников "соответствует соответствующему" пониманию роли НГ. Извините, если в Вашем случае я неправ. Вторая часть - о ЕГЭ - полностью согласен. Третья часть - о методике тестирования. Очень понравилась мысль, что надоела "угадайка". Добавлю о неприличной роли преподавателей в таком тестировании (при пяти вариантах ответа четыре раза пытаться обмануть студента). Поэтому понравилось, что Ваше тестирование основано на оценке правильного графического ответа, данного студентом. Но как составляют такие тесты. Ведь достаточно 2-3 раза их выложить и все, сфотографируют и передадут. А каждый раз не насоставляешься. Здесь без компютерной генерации задач с геренатором случайных параметров не обойтись. Я так давно тестирую студентов на созданном мною коллоквиуме. (См. мою статью на 1-ой КГП: укажите автора, в перечне этот доклад приведен). В нем и проверка по результату графического решения, и случайное генерирование параметров, и автоматизация проверки с автоматизацией оценки. Если заинтересуетесь, обращайтесь. Есть наработки. А.Л. Хейфец |
|
Тихонов-Бугров Дмитрий Евгеньевич (19 марта 2016 г. 23:40) |
Александр Львович, пройдёмся по частям.
Б) Если опытные сварщики на каф. графики уходят, почему за ними не последовать конструкторам? В) В жизни «просто так» бывает разным и не стоит искать подоплёку. Цель то какая? Г) Конструкторские подразделения бывают и в вузах. Спектр их разработок весьма широк. Вы, наверное, не заметили слова о том, что они (опытные конструкторы) создавали уникальные экспериментальные установки. Эти установки работали на оборонку, в основном. Почти на каждом занятии разбираются случаи из конструкторской практики. Очень к месту. Д) С пониманием роли НГ братьями Уткиными (им мы обязаны созданием «Сатаны»), Козловым, Рудяком, Ефремовым и т.д. стоило бы считаться. Мы (и Вы) с ними рядом не стояли по интеллекту и деловым качествам, не смотря на уровень притязаний. В физическом смысле, мы (Д.Е и Е.А.) рядом стояли и даже общались так что можем ссылаться. 2. Согласны. 3. Да не тесты это! Студенту нет причин лезть из кожи вон, фотографировать, распространять. Он знает, что это нужно только нам, чтобы оценить его умение справиться с заданиями за ограниченное время. Так оценивают уровень готовности к определённого вида деятельности. Познакомьтесь с американской АСТ. Генерировать конструкторскую часть весьма не просто. Тут ведь не только геометрию надо менять. А в первой части не так много вариантов – смысла нет. |