|
|
Тен Марина Германовна | (Новосибирский государственный архитектурно-строительный университет ) |
В статье раскрывается инновационный подход преподавания начертательной геометрии на первом курсе технического вуза в условиях интенсификации учебного процесса. Сущность подхода заключается в комплексном применении графических редакторов в процессе обучения. С одной стороны, средства машинной графики применяются в лекционной материале в качестве дополнения традиционных способов обучения инновационными способами, обеспечивающими наглядность. С другой стороны, графические редакторы применяются студентами как инструмент, освобождающий от рутинных операций ручного вычерчивания при выполнении традиционных заданий. Хочется подчеркнуть особую значимость применения редакторов при моделировании учебных ситуаций средствами 3D графики для формирования пространственных представлений.
В современных условиях в высшем профессиональном образовании происходит переход на компетентностный подход. В рамках этого подхода наиболее значимыми стали творческие качества специалиста-инженера [1]. По мнению многих исследователей, графическая среда благоприятна для развития этих качеств и связанного с ним пространственного воображения [2, 7].
С другой стороны, имеется проблематика усвоения курса начертательной геометрии студентами технического вуза, связанная с рядом причин. Низкий уровень школьной подготовки или ее отсутствие, интенсификация учебного процесса, недостаточный уровень пространственных представлений, обусловленный особенностями восприятия студентов технического вуза, приводят к существенным затруднениям в процессе обучения. По результатам проведенных нами исследований, более 55 % студентов технических специальностей имеют аналитические способности, используя мыслительную стратегию: аналитичность, вербальность, но при решении заданий по начертательной геометрии более продуктивной является зрительно-пространственная. Студенты, успешно обучающиеся по многим предметам, недопонимают теоретический материал по начертательной геометрии, практические задания выполняют неосознанно. Проблема усугублена у студентов заочной формы обучения. Введена ускоренная форма обучения у вечерников (группа 121 ВУ), количество аудиторных часов у которых значительно сокращено. Например, аудиторные занятия по дисциплине начертательной геометрии составляют 24 часа, а самостоятельная работа – 84 часа. Подобная интенсификация ставит преподавателя в тупиковую ситуацию, когда с одной стороны, имеется обширный теоретический материал, которые студенты должны усвоить, но для этого необходима помощь преподавателя. Аудиторных часов недостаточно, да и учебные пособия не обладают необходимой степенью наглядности.
Это подтверждают и результаты многолетних исследований, проведенные на кафедре. Значительная часть студентов технического вуза считают основной причиной своих затруднений сложность учебного материала (45 %) при недостаточной степени наглядности.
Вместе с тем условия развитие информационного общества позволили существенно переработать методы преподавания, внедряя в процесс обучения графические редакторы в нескольких направлениях. С одной стороны, средства машинной графики могут выступать в качестве электронного кульмана, с другой – в качестве средства, формирующего пространственные представления. Педагогический опыт позволяет сделать вывод, что применение даже 2D инструментария в графических редакторах позволяет в 2-4 раза ускорить выполнение учебных заданий при условии владения навыками работы в программах. К сожалению, система образования недостаточна мобильна, и часы на обучение графическим редакторам не предусмотрены в учебных программах первого курса.
Ряд авторов, например, А.Л. Хейфец [6] имеют разработки в области решения задач по начертательной геометрии и инженерной графике с применением графических редакторов, но мы не обнаружили видеоуроков по данной тематике. C другой стороны, в настоящее время в интернете помещено множество уроков по освоению различных графических редакторов, в том числе в формате видео, но в них не учтена специфика обучения начертательной геометрии в строительном вузе.
В сложившихся условиях мы разработали интерактивный учебный контент преподавателя начертательной геометрии, который включает в себя учебный комплекс: учебные курсы в системе Moodle (Modular Object-Oriented Dynamic Learning Environment), канал на YouTube, сайты преподавателя, электронные учебные пособия.
В рамках этого контента предусмотрен курс по обучению графическим редакторам в форме видеоуроков. В курс помещено учебное пособие: «Компьютерная графика при выполнении заданий по начертательной геометрии и инженерной графике: «Видеоуроки: AutoCAD для заочников» [4]. 23 видеоурока предназначены для студентов направления 270800 «Строительство» заочной и вечерней форм обучения с целью освоения начертательной геометрии и инженерной графики средствами AutoCAD. Пособие размещено в системе Moodle в курсе «Основы автоматизированного проектирования объектов» и разработано для освоения графического редактора. Курс включает в себя программу, список литературы, тестовые задания по AutoCAD, пособие с видеоуроками и в настоящее время дополнен уроками по средствам объемного моделирования в программе AutoCAD Architectura.
В системе Moodle имеется также курсы по начертательной геометрии для студентов направления «Строительство» и «Архитектура». В видеолекциях демонстрируется процесс геометрического моделирования, что позволяет с одной стороны, усваивать материал по начертательной геометрии, а с другой стороны, осваивать графический редактор. В настоящее время в учебные курсы помещено 128 видео различного содержания, на Youtube канале созданы прейлисты: начертательная геометрия, начертательная геометрия 3D, AutoCAD 2D и 3D и т.д..
Хочется подчеркнуть, что средства 3D графики применяются как для повышения наглядности и в этом случае они лишь дополняют алгоритмы начертательной геометрии и 2D построения. Вместе с тем ряд заданий целиком выполняется по компьютерным алгоритмам. Например, разработан компьютерный алгоритм для выполнения задания: составная поверхность гипара и винтовые поверхности. Эти задания предусмотрены в программе архитектурных групп. Полагаем, что особая трудоемкость этих заданий не позволяла некоторым студентам вовремя выходить на сессию, и лишь компьютерные алгоритмы, обладая особым изяществом, дали возможность студентам-архитекторам успешно освоить курс.
Нам близка позиция авторов, которые убеждены, что для выхода из кризиса необходимо дополнять курс НГ методами 3D геометрического моделирования. Вместе с тем, мы не можем согласиться с крайними мнениями о том, что методы начертательной геометрии давно устарели и можно заменить ее преподаванием компьютерной графики. Мы не можем согласиться с принижением роли начертательной геометрии, так как именно она позволяет формировать пространственные представления и связанные с ними творческие качества максимально эффективно.
Н.А. Сальков предлагает следующий выход: «компьютерную графику классифицировать как аппарат для реализации наработок всех ветвей геометрической науки, а не как отдельно стоящую науку» [3, с.37]. По мнению автора, именно такой подход позволит сохранить начертательную геометрию как фундаментальную науку, осваиваемую в вузе.
Таким образом, анализ работ, а также собственный педагогический опыт и авторские научные исследования позволили сделать вывод, что на первом курсе технического вуза необходимо и возможно применение графических реакторов при выполнении обязательных учебных заданий методами 2D и 3D графики, так и при дополнении этих методов средствами 3D моделирования в лекционном материале для повышения наглядности в восприятии сложных объемных геометрических форм. Мы полагаем, что формированию пространственных представлений способствует сочетание классики начертательной геометрии и инновационных методов решения задач по компьютерным алгоритмам.
Элементы синтеза геометрических моделей для формирования пространственных представлений также необходимо ввести в интерактивный обучающий контент преподавателя в среде мультимедиа в качестве учебно-методического обеспечения [5].
В группах, где применяются графические редакторы студентами в процессе выполнения заданий, так и преподавателями в лекционном материале, мы отмечаем повышенный интерес студентов к изучаемым предметам, улучшение успеваемости и стремление к самостоятельному расширению знаний в области графических дисциплин по сравнению с группами, обучаемыми по традиционной методике.
Опросы подтверждают, что студентам значительно помогло объемное моделирование на компьютере для осмысления задач по начертательной геометрии (см. рис. 1).
Реализация разработанных мер педагогического воздействия показала, что усвоение курса начертательной геометрии существенно улучшилось без увеличения учебных часов.
Можно сделать вывод, что процесс усвоения курса начертательной геометрии студентами технического вуза идет успешнее в группах, где применялись графическое редакторы в качестве инструментария выполнения заданий по начертательной геометрии, а также для повышения уровня наглядности.
Сальков Н. А. Начертательная геометрия — база для компьютерной графики / Н. А. Сальков // Геометрия и графика. 2016. Т. 4. №. 2. C. 37-47. DOI: 10.12737/19832
Тен М. Г. Компьютерная графика при выполнении заданий по начертательной геометрии и инженерной графике. Видеоуроки: AutoCAD для заочников [Электронный ресурс] : учеб. пособие / М. Г. Тен ; Новосиб. гос. архитектур.-строит. ун-т (Сибстрин). Новосибирск: НГАСУ (Сибстрин). 2012. – 1 электрон. опт. диск (CD-ROM).
Насколько повышает уровень наглядности использование компьютерных программ при выполнении заданий по начертательной геометрии (в % от общего количества участников)
Селиверстов Александр Владиславович (12 марта 2017 г. 15:27) |
Здравствуйте, Марина Германовна. 10% опрошенных дали сразу два противоположных ответа? |
|
Тен Марина Германовна (12 марта 2017 г. 17:36) |
Уважаемый Александр Владиславович, это, конечно же, ошибка..Поместила файл поздно вечером и выбрала не ту картинку...Попробую послать сообщение редакторам, чтобы дали возможность внести изменения...В любом случае спасибо за замечание... |
Сальков Николай Андреевич (13 марта 2017 г. 20:52) |
Добрый день, Марина Германова! Я, конечно, польщен, что Вы привели мое высказывание в тексте. Однако, я как-то не помню именно такого написания своих мыслей. Можно, конечно, сослаться на склероз, забывчивость и т.д., но я просмотрел свои статьи в ГиГ'е и не нашел там этой фразы. Может быть, это не я ее написал? Не хотелось, чтобы автор фразы меня потом вызвал на дуэль из-за такого пустяка. Два слова о позиции 3 в списке литературы. Дело в том, что в 1970 г. журнала ГиГ еще не существовало, он появился 43 года спустя. И еще - в тексте упомянута стр. 37, а в литературе статья расположена на стр.52-53. Может быть, я это написал еще где-нибудь? |
|
Селиверстов Александр Владиславович (13 марта 2017 г. 21:37) |
Здравствуйте, Николай Андреевич! PS Дмитрий Евгеньевич, простите, если увидели в этом моём объяснении неуместное ёрничество. |
Тихонов-Бугров Дмитрий Евгеньевич (14 марта 2017 г. 1:46) |
Уважаемый Александр Владиславович! К сожалению - не увидел. Так как по Ожегову это озорничать и даже развратничать, а по современным воозрениям - язвительная насмешка. Жду. Тихонов-Бугров. |
|
Сальков Николай Андреевич (14 марта 2017 г. 2:43) |
Здравствуйте, Александр Владиславовмч! Конечно же, на сайте naukaru.ru сотрудник, ведущий эту страничку, допустил глупую ошибку, поскольку и сам сайт работает не с 1970 года. Но выше, под названием статьи написано: "Статья впервые опубликована: 03 Июня 2013". Просто надо более тщательно работать с литературой, иначе ссылки не будут учтены нигде. Теперь буду ждать разъяснений автора по поводу самой цитаты. С уважением, Н. Сальков
|
Кокарева Яна Андреевна (14 марта 2017 г. 3:10) |
Здравствуйте, уважаемая Марина Германовна. Спасибо за доклад хотелось бы уточнить у Вас: что Вы подразумеваете под "графическими редакторами"? Просто Вы упоминаете AutoCAD. Если честно, читая лекции по компьютерной графике, я нигде в литературе не встречала, чтобы AutoCAD относили к редакторам. С уважением, Кокарева Я.А. |
|
Тен Марина Германовна (14 марта 2017 г. 6:24) |
Уважаемая Яна Андреевна, конечно, упоминание AutoCAD как графического редактора не совсем точное, но и не содержит противоречий определению графического редактора. Так его определяют многие авторы, в том числе рабочих программ. AutoCAD - безусловно, многофункциональная система, но упоминать его как многофункциональную систему мне показалось чересчур пафосным в статье по педагогике. Так уж повелось, что объект один, а понятий может быть несколько...Возможно, более близким к истине было бы определение - программа, и впоследствии я буду применять этот термин. С уважением. Тен М.Г. |
Хейфец Александр Львович (14 марта 2017 г. 7:05) |
Марина Германовна, Из доклада видно, что Вы занимаете компромиссную позицию в оценке роли современных методов 3d и традиционных НГ (“и нашим и вашим”). Поделюсь свежими наблюдениями. Я начал готовить команду на олимпиаду в Москву на осень 2017. Прорабатываю со студентами задачи последней олимпиады 2016 г. Задачи оригинальные. Понять их непросто. Подчеркну, что по данным организаторов победитель набрал лишь 20 баллов из 50. Отдельный вопрос – на кого рассчитаны такие задачи. Но к теме комментария. Задачи я объясняю студентам так. Показываю их решения в 3D (мой любимый AutoCAD). Решения получаются простыми, наглядными, точными, понятными … Потом говорю, что так решать организаторы запрещают (это написано в условиях задач). Поэтому решаем их методами НГ, где все сложно, ненаглядно, неточно (поскольку требуется карандашно-бумажное решение)… На удивленные взгляды студентов отвечаю, что “так надо, ребята”. Посмотрите на эту тему мою статью, там все сказано по данной теме: https://vestnik.susu.ru/building/article/view/4335/3867 Кстати, эту статью Н.А. Сальков, как главный редактор ГиГ публиковать отказался, и она опубликована в нашем вестнике ЮУрГУ. С уважением. А.Л. Хейфец |
|
Тен Марина Германовна (14 марта 2017 г. 7:07) |
Уважаемый Николай Андреевич, вот из какой вашей статьи цитата
|
|
Тен Марина Германовна (14 марта 2017 г. 7:21) |
Уважаемый Александр Львович, ваши книги по обучению AutoCAD - мои любимые...У вас потрясающие упражнения и интерес к AutoCAD у меня появился именно после знакомства с ними. Спасибо вам. Я также всячески стимулирую студентов применять AutoCAD и 3 D графику. В принципе, я бы расширила применение 3D графики, но реалии не позволяют. Если хотите, то взгляните на мой канал на YouTUBE. Он называется: marinagermanovnaten и в нем помещено около 130 видеоуроков, в том числе по решению задач по НГ методами 3D графики, то есть по компьютерным алгоритмам. Интересно знать ваше мнение. Возможно, что можно найти более совершенные решения.Что касается применения AutoCAD в качестве 2D кульмана, то, конечно, это лучше, чем чертить вручную, но задачи надо адаптировать для этого, а не мучить студентов. C уважением. Тен М. Г.
|
|
Сальков Николай Андреевич (14 марта 2017 г. 20:59) |
Марина Германовна, здравствуйте. Какая там дуэль! Это я так, для красного словца заявил. Просто требовалось, чтобы источник был указан верно, тем более, что окончание фразы является в данном контексте довольно-таки значимым для понимания всего текста выводом. Ну а по поводу года - я уже посмотрел сайт, буду писать надзирателям, чтобы исправили свой казус. |
|
Тен Марина Германовна (15 марта 2017 г. 6:44) |
Николай Андреевич, я сегодня напишу редакторам,чтобы предоставили доступ к редактированию и все исправлю...Вы уж извините, я поторопилась с отправкой статьи. |
Федоренко Владимир Игоревич (21 марта 2017 г. 1:55) |
Уважаемая Марина Германовна! А какие профессиональные компетенции Вы хотите формировать у студентов? И чем в этом помогут граф редакторы? Я нашел воображение и творческий подход. И всё? |
|
Тен Марина Германовна (21 марта 2017 г. 6:40) |
Владимир Игоревич, если говорить человеческим языком, то самое главное, что студент становится конкурентоспособен в современных условиях. Ни для кого не секрет, что сейчас при приеме на работу главное требование - владение пакетами графических программ. Это и AutoCAD, и Revit, и 3DMAx (для дизайнеров), Компас. и т.д..По ряду причин, в том числе из-за инертности системы образования , обучение компьютерной графике происходит на старших курсах, Студенты не успевают освоить программы в полной мере, проекты выполняют порой безграмотно. В случае освоения программ на первой курсе студенты на старших курсах в совершенстве владеют графическими программами и , к старшим курсам ОПК-2.( владение основными законами геометрического формирования.....), ПК2, 4, 14 у них сформировано . Конечно, для преподавателя НГ и ИГ главное- формирование творческих качеств и связанного с ними пространственного вооражения . Это более успешно происходит в случае применения графический программ по изложенным в статье причинам. Можно также отметить, что формированию воображения способствуют творческие задания, разаботанные на кафедре, конкурсы и олимпиады,, создание обстановки мотивации к творчеству. С уважением. Тен. М.Г. |