INNOVATIVE TECHNOLOGIES IN THE FORMATION OF INTEREST OF STUDENTS TOWARDS DESCRIPTIVE GEOMETRY

ИННОВАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В ФОРМИРОВАНИИ ИНТЕРЕСА СТУДЕНТОВ К НАЧЕРТАТЕЛЬНОЙ ГЕОМЕТРИИ

Научная статья

Богданова Е.Е.¹, Бондарева Т.П.^2, *, Морозов И.В.³, Семенова А.Ю.⁴

¹ ORCID: 0000-0003-3358-9360;

² ORCID: 0000-0002-9169-0363;

^{1, 2, 3, 4} Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана, Москва, Россия

* Корреспондирующий автор (tprb[at]list.ru)

Аннотация

Целью настоящего исследования является изучение особенностей формирования интереса студентов к начертательной геометрии. Для осуществления поставленной цели нами был осуществлен анализ инновационных средств и методов обучения, активизирующих интерес обучающихся, а также рассмотрены преимущества проблемного метода обучения в сравнении с классическими методиками преподавания.

Научная новизна исследования заключается в изучении проблемного метода обучения, как высокоэффективного инструмента развития интереса студентов к начертательной геометрии в рамках обучения на этапе профессионального образования.

Практическая значимость проведенного исследования заключается в возможности использования полученных результатов в педагогической деятельности в рамках профессионального обучения студентов в курсе «Начертательная геометрия», а также при изучении инженерно-графических дисциплин.

На основании полученных результатов, было установлено, что использование проблемной технологии позволяет обеспечить вовлеченность студента в образовательный процесс на более качественном уровне, нежели при классическом стиле обучения, за счет того, что студент получает возможность самостоятельно изучить учебный материал на реальных примерах из жизни или производства, где преподаватель выступает лишь в роли консультанта высокого уровня.

Ключевые слова: повышение интереса к предмету, развитие навыков, технологии обучения, технология проблемного обучения, проективный метод, дифференцированный подход, начертательная геометрия, профессиональная подготовка.

INNOVATIVE TECHNOLOGIES IN THE FORMATION OF INTEREST OF STUDENTS TOWARDS DESCRIPTIVE GEOMETRY

Research article

Bogdanova E.E.¹, Bondareva T.P.^2, *, Morozov I.V.³, Semenova A.Y.⁴

¹ ORCID: 0000-0003-3358-9360;

² ORCID: 0000-0002-9169-0363;

^{1, 2, 3, 4} Bauman Moscow State Technical University, Moscow, Russia

* Corresponding author (tprb[at]list.ru)

Abstract

The purpose of this study is to look into the main features of the formation of students’ interest towards descriptive geometry. To achieve this goal, we carried out the analysis of innovative tools and teaching methods aimed at activating students’ interest, and considered the advantages of the problematic teaching method in comparison with classical teaching methods.

The scientific novelty of the research is related to the fact that it studies problem teaching method as a highly effective tool for developing students’ interest towards descriptive geometry as part of their training at the vocational education stage.

Practical significance of the study is explained by the possibility of using its results in teaching activities within the framework of vocational training of students in the course of “Descriptive Geometry,” as well as in the study of engineering and graphic disciplines.

Based on the obtained results, it was found that the use of problematic technology allows a student to be involved into the educational process at a higher level than in case of the classical teaching style, due to the fact that a student can consider teaching material independently with the help of real life or production examples, while a teacher acts only as a high-level consultant.

Keywords: increasing interest towards the subject, development of skills, learning technologies, technology of problem-based learning, projective method, differential approach, descriptive geometry, professional training.

Введение

Преподавание начертательной геометрии, которая является одной из основных учебных дисциплин в техническом ВУЗе или техникуме, основывается на тесном сочетании аналитических и синтетических методов. На знание основ элементарной геометрии - планиметрии и стереометрии - опирается курс начертательной геометрии, и именно поэтому наибольшее внимание следует уделять тем определениям и теоремам элементарной геометрии, которые используются в процессе освоения указанной дисциплины.

В настоящее время бытует мнение, что наука начертательная геометрия не имеет практической ценности в силу развития вычислительной техники и аппарата линейной алгебры, но деятельность специалистов, и в науке, и в производстве опровергает это утверждение: она незаменима, как неотъемлемая составляющая часть общего инженерного образования на машиностроительных и строительных специальностях.

Современный инженерно-технический работник не может осуществлять свою деятельность без связи с компьютером. Развитие мощных вычислительных средств стимулирует новые методы проектирования, построения в их программах различных объемных моделей, изучение на этих моделях многочисленных режимов функционирования и т.д. В этих условиях не отпадает необходимость самой науки, но меняется подход к ее изучению, выдвигаются новые требования к методикам и средствам ее освоения [8].

Обсуждение основных результатов исследования

В настоящее время в педагогическом лексиконе прочно закрепилось понятие «педагогическая технология». Термин «технология» определяется, как совокупность приемов, применяемых в каком-либо деле, мастерстве, искусстве (толковый словарь). На современном этапе развития педагогики существует множество определений понятия «педагогическая технология», в рамках данной работы мы выбираем следующее: педагогическая технология - это построение деятельности педагога, в которой все входящие в него действия представлены в определенной последовательности и целостности, а выполнение предполагает достижение необходимого результата и имеет прогнозируемый характер. Сегодня насчитывается больше сотни образовательных технологий [9].

Начертательная геометрия является таким предметом, при изучении которого студенты знакомятся с широким кругом технических понятий. Полученные в ходе курса изучения дисциплины знания облегчают изучение многих других общетехнических предметов. Курс базируется на общенаучных и общеинженерных дисциплинах.

Содержание любой педагогической технологии включает в себя различные средства, активизирующие и интенсифицирующие деятельность обучающихся. В рамках изучаемой проблемы, наиболее интересными представляются такие технологии, в которых эти средства являются основными, что, в первую очередь, оказывает существенное влияние не только на образовательный процесс, включающий в себя усвоение знаний, отработку навыков и умений, но также и на конечный результат деятельности обучающихся. Примерами таких технологий могут послужить технология перспективно – опережающего обучения автора С.Н. Лысенкова, игровые, проблемного, программированного, индивидуального, раннего, интенсивного обучения и совершенствования обще учебных умений [5].

Анализ широко применяемых и активно внедряемых методик преподавания начертательной геометрии в процессе подготовки технических кадров на современном этапе показывает, что преподаватели вузов пользуются довольно большим спектром различных методик и образовательных технологий.

Преобладающее большинство преподавателей, в основном с большим стажем работы, отдают предпочтение традиционным методам обучения. Это классическая лекционная аудитория или класс для практических занятий, современная доска, мел, плакаты, модели. Здесь качество знаний обучающихся зависит, в первую очередь, от профессионализма, таланта и способностей преподавателя, умения не только доступно изложить изучаемый материал, но и навыков качественного, поэтапного выполнения чертежей на доске, желательно в цветном изображении. Обучающиеся должны конспектировать, как теоретический материал, так и графические изображения, выполненные на доске.

Положительным здесь является прямой контакт преподавателя с аудиторией, возможность остановок, дополнительных разъяснений, повторения алгоритмов решения задач. К негативным аспектам такой педагогической технологии можно отнести большую трудоемкость выполнения чертежей на доске и, как следствие, непроизводительные затраты аудиторного времени.

Основными инновационными элементами традиционных методов обучения в настоящее время являются различные варианты применения раздаточного материала, как на практических, так и на лекционных занятиях. В последние годы, следуя за бурным развитием компьютерных технологий, активно применяются различные методики преподавания начертательной геометрии с применением технических средств обучения. Все чаще используются мультимедийные технологии при чтении лекций по начертательной геометрии и инженерной графике. Видеоизображение дает возможность не тратить время и силы на сугубо технические моменты, позволяет показать объемные модели, поэтапное выполнение чертежей, освободить преподавателя для общения с аудиторией.

Возможность размещения видеоматериалов на интернет-порталах учебных заведений позволяет видео курсу быть доступным для просмотра студентам заочной и дистанционной форм обучения. При изучении компьютерной графики используются различные средства трехмерного твердотельного моделирования, которые на современном уровне позволяют осуществлять политехническую и профессиональную подготовку студентов к условиям современного производства. Реализация данных средств и методов обучения направлена на формирование основ компьютерной инженерной графики, навыков разработки чертежно-графической документации с помощью САПР.

Представленные методики и технологии преподавания инженерно-графических дисциплин, хотя и прошли многолетний путь апробации, постоянно должны совершенствоваться в направлении уменьшения недостатков и увеличения их преимуществ, в том числе немаловажное значение имеет формирование интереса к изучаемому предмету. Однако какие бы совершенные инновационные технологии не применялись в преподавании и изучении графических дисциплин, без совершенствования методов восприятия изучаемого материала студентами, добиться успеха практически не представляется возможным.

Актуальность и эффективность любой технологии обучения определяется тем, насколько возрастает уровень мотивации студентов, активизация их познавательного интереса к учебной деятельности, все это становится возможным при разрешении возникающих противоречий, а также при создании проблемных ситуаций в процессе обучения. Преодолевая трудности и решая задачи, часто переплетающиеся с жизненными ситуациями студенты испытывают постоянную потребность в овладении новыми знаниями, навыками и умениями.

Благодаря такой организации учебных занятий по начертательной геометрии, при которой студент под руководством преподавателя самостоятельно решает проблемные задачи и овладевает профессиональными умениями представляется возможным повышение интереса студентов к изучаемой дисциплине. В данной ситуации реализуется исследовательский принцип обучения, где студент учится анализировать представленную ситуацию, обосновывать собственное мнение на её счет, искать пути решения поставленной задачи и в итоге чувствует удовольствие от проделанной работы, что, в свою очередь, пробуждает его интерес к последующим задачам [1].

Как правило, проблемная технология обучения используется на этапе сообщения темы или же уже после её изучения в рамках самостоятельной работы студентов. Основной задачей преподавателя в рамках данной технологии становится создание проблемной ситуации, которая должна удивить студентов и создать благоприятную обстановку для обсуждения вариантов решения той или иной учебной проблемы.

Таким образом, вместо получения готового задания студенты после постановки проблем приступают к поиску решений, таким образом, открывая возможные решения самостоятельно. В дальнейшем следует проговаривание алгоритма проблемы, которое является обязательным, и, соответственно, применение его на практике при выполнении самостоятельной работы.

В рамках проблемного обучения технология дифференциации обучения является проникающей технологией, так как в любой системе обучения имеет место в той или иной степени дифференцированный подход. Целью данной технологии является обучение каждого на уровне его возможностей и способностей, а также адаптация обучения к особенностям различных групп студентов и, таким образом, развитие интереса учащегося к предмету начертательная геометрия, что представляется возможным в рамках проблемного обучения и, конкретно, при применении проективного метода [4].

Имеет место дифференциация не только по уровню подготовки студента, но и по интересам, что позволяет проявить каждому свои возможности. По всем темам можно подготовить дифференцированные карточки-задания, которые позволяют обучающимся самостоятельно подобрать для себя уровень задания, посильный для качественного выполнения работы. Можно уверенно сказать, что качественно выполненная работа в соответствии с ГОСТами более простого уровня не менее важна, чем сложная работа.

Большие перспективы в рамках проблемного обучения раскрывает проектная деятельность, которая направлена на развитие личностных качеств студентов и на активное становление личности путем приобретения профессиональных навыков через активные способы действия и развитие интереса к изучению конкретной дисциплины.

Проект – специально организованный педагогами и самостоятельно выполняемый студентами комплекс действий, где они могут быть самостоятельными при принятии решения и ответственными за свой выбор и результат труда, за создание творческого продукта. Метод проектов – педагогическая технология, ориентированная не на интеграцию фактических знаний, а на их применение и приобретение новых (путем самообразования) [7].

Данный метод активно используется в педагогической работе педагогов-практиков на протяжении долгого времени при обучении проекционному черчению. Таким образом, становится очевидным, что получение профессиональных знаний на должном уровне становится возможным лишь в том случае, когда студенту предоставлена возможность свободного творческого развития. К положительным факторам проектной деятельности можно отнести [3]:

1. Проектная деятельность позволяет педагогу осуществлять индивидуальный подход к каждому студенту, распределять обязанности в группах по способностям и интересам.
2. Создание ситуаций, при которых студент, не обнаруживающий особых успехов в обучении, имеет возможность тесного общения с более способными студентами.
3. Поиск возможных точек соприкосновения фантазии с реальностью.

Метод проектного обучения обладает преимуществами перед классическими методами за счет того, что на разных этапах образовательного процесса студенты действуют преимущественно самостоятельно, а педагог выступает в роли специалиста-консультанта. Также важным преимуществом проектного метода в профессиональном образовании выступает непосредственная связь учебных заданий с реальными производственными и бытовыми ситуациями [6]. Например, темой «Лекальные кривые» можно постараться подвести итог изучению темы, показать применение чертежа и кривых в жизни человека, познакомить со многими профессиями, в которых используется применение чертежей.

Кластеры могут стать ведущим приемом, как на стадии вызова, рефлексии, так и стратегии занятия в целом. Кластеры – это графический прием систематизации материала. Схема может выглядеть примерно так: в центре – главное понятие, а вокруг – смысловые единицы. Их может быть и гораздо больше. Этот прием может быть применен на стадии вызова, когда мы систематизируем информацию до знакомства с основным источником – текстом в виде вопросов или заголовков смысловых блоков [2]. Например, применение технологии критического мышления, составление кластера на занятии «Лекальные кривые», также кластеры применяют на занятиях систематизации знаний по теме «Сечения и разрезы», по темам «Проецирование точки и прямой», «Взаимное положение прямых линий в пространстве».

Выводы

На основании анализа учебного процесса и результатов проведённого теоретического исследования, в заключение следует сказать о приоритетности поиска инновационных идей в направлении повышения внутренней мотивации студентов в процессе изучения дисциплин. Основными аргументами для таких выводов являются:

• количество информации, которую студент может получить, переработать и запомнить, ограничено, как для кратковременной, так и для долговременной видов памяти;
• информационная перегрузка молодых людей от наличия современных средств коммуникаций (мобильные телефоны, смартфоны, ноутбуки, свободный выход в интернет);
• низкий уровень мотивации к быстрому и качественному изучению материала и выполнению графических изображений (в силу незнания связи изучаемого с перспективой собственного развития);
• слабая подготовка к самостоятельному анализу и выработке плана действий по освоению учебных программ;
• неустойчивая психологическая закалка к напряженному творческому труду (терпение, усидчивость, физическая выносливость, сила воли);
• низкий уровень общеобразовательной подготовки большинства студентов, особенно поступивших на платную форму обучения;
• большое количество изучаемых дисциплин в вузе и, как следствие, сокращение аудиторных часов на изучение каждой из них.

На основании анализа основных факторов, влияющих на качество знаний и умений по инженерно-графическим дисциплинам можно сформулировать следующие рекомендации по совершенствованию учебного процесса:

• применять все современные инновационные технологии при устном и графическом изложении изучаемых разделов (мультимедийная техника, раздаточный материал, трехмерные изображения);
• обучать студентов основам научной организации учебного процесса (комфортное обустройство рабочего места, полная комплектация качественными чертежными принадлежностями, обеспечение учебно-методической и справочной литературой, включая электронные версии, недельные сетевые графики изучения дисциплин, рейтинговая самооценка);
• добиваться полной концентрации внимания всей группы на содержании изучаемой темы (от преподавателя требуется не только профессионализм, но и устойчивая психологическая подготовка, сила воли, хладнокровие, искреннее желание успеха обучаемым);
• давать четкую формулировку конечной цели задания на данное занятие с поэтапным движением к ней;
• разрабатывать комплекс психологических приемов, направленных на повышение внутренней мотивации студентов к успехам в учебе (если научусь хорошо учиться, то научусь добиваться и жизненных целей);
• убеждать обучающихся в их способностях к учебе, находить и показывать наиболее сильные стороны при выполнении ими графических заданий (ранее не знал и не умел, теперь знаю больше, умею лучше);
• развивать творческий подход студентов к процессу обучения на всем протяжении изучения курсов инженерно-графических дисциплин (принимать не только методические приемы, предложенные преподавателями, но и вырабатывать свои подходы, адаптированные к характерным особенностям собственного организма, добиваясь при этом выполнения поставленной цели за кратчайшее время).

Изложенные рекомендации являются лишь основными ориентирами для дальнейших поисков реальных путей совершенствования методик преподавания инженерно-графических дисциплин в технических вузах.

Конфликт интересов Не указан.

Conflict of Interest None declared.

Список литературы / References

1. Бабичева Т. А. Проблемное обучение в процессе активизации познавательной деятельности студентов / Т.А. Бабичева // Вестник Ставропольского государственного университета. - 2009. - № 6. - С. 12-17.
2. Богомолова О. Б. Проблемный подход в профильном обучении: одна задача - несколько решений / О.Б. Богомолова // Информатика и образование. - 2010. - N - С. 95-114.
3. Ерофеева Г. В. Подготовка высокопрофессиональных специалистов в техническом университете / Г.В. Ерофеева // Наука и школа. - 2010. - N - С. 16-18.
4. Жирных Б.Г., Серёгин В.И., Шарикян Ю.Э. Начертательная геометрия: учебник. / Под общ. ред. В.И.Серегина – 1-е изд. – Москва: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2015. – 168 с.: ил.
5. Королик Т.К. Инновационные технологии в инженерной графике: проблемы и перспективы / Т.К. Королик // Сборник трудов международной научно-практической конференций. г. Брест, Республика Беларусь, 2015 г.
6. Кретова Д. А. Исследовательские методы обучения / Д.А. Кретова // Специалист. - 2010. - N - С. 35-37.
7. Мельникова Е. Л. Проблемный диалог как технология "открытия" знаний / Е.Л. Мельникова // Сибирский учитель. - 2010. - N - С. 47-52.
8. Морелова С. Н. Организация рефлексивного пространства как фактор индивидуализации обучения на проблемно-диалогическом уроке / С.Н. Морелова // Сибирский учитель. - 2010. - N - С. 31-35.
9. Садикова Г. А. Начертательная геометрия и инженерная графика / Г.А. Садикова - Москва: ТЦ Сфера, 2003.
10. Сальникова Т.П. Педагогические технологии: Учебное пособие /Т.П. Сальникова - Москва: ТЦ Сфера, 2005.

Список литературы на английском языке / References in English

1. Babicheva T. A. Problemnoe obuchenie v processe aktivizacii poznavatel'noj deyatel'nosti studentov [Problem training in the process of activation of cognitive activity of students] / T. A. Babicheva // Vestnik Stavropol'skogo gosudarstvennogo universiteta [Bulletin of Stavropol state University]. - 2009. - № 6. - P. 12-17 [in Russian]
2. Bogomolova O. B. Problemnyj podhod v profil'nom obuchenii: odna zadacha - neskol'ko reshenij [Problem approach in profile training: one problem - several solutions] / O. B. Bogomolova // Informatika i obrazovanie [Informatics and education]. - 2010. - N 1. - P. 95-114 [in Russian]
3. Erofeeva G. V. Podgotovka vysokoprofessional'nyh specialistov v tekhnicheskom universitete [Training of highly professional specialists in technical University] / G. V. Erofeeva // Nauka i shkola [Science and school]. - 2010. - N 2. - P. 16-18 [in Russian]
4. Zhirnyh B.G., Seryogin V.I., Sharikyan Yu.E. Nachertatel’naya geometriya: uchebnik. [Descriptive Geometry: student book] / edition. V.I. Seregina – 1 edition. – Moskva: publishing house MGTU im. N.E. Baumana [Moscow: Bauman MSTU], 2015. – 168 p. [in Russian]
5. Korolik T. K. Innovacionnye tekhnologii v inzhenernoj grafike: problemy i perspektivy [Innovative technologies in engineering graphics: problems and prospects] / T. K. Korolik // Sbornik trudov mezhdunarodnoj nauchno-prakticheskoj konferencij. [Proceedings of international scientific and practical conferences]. Brest, Republic of Belarus, 2015
6. Kretova D. A. Issledovatel'skie metody obucheniya [Research teaching methods] / D. A. Kretova // Specialist [Specialist]. - 2010. - N 6. - P. 35-37 [in Russian]
7. Melnikova E. L. Problemnyj dialog kak tekhnologiya "otkrytiya" znanij [Problem dialogue as a technology of "discovery" of knowledge] / E. L. Melnikova // Sibirskij uchitel' [Siberian teacher]. - 2010. - N 5. - P. 47-52 [in Russian]
8. Morelova S. N. Organizaciya refleksivnogo prostranstva kak faktor individualizacii obucheniya na problemno-dialogicheskom uroke [Organization of reflexive space as a factor of individualization of learning in the problem-dialogic lesson] / S. N. Morelova // Sibirskij uchitel' [Siberian teacher]. - 2010. - N 1. - P. 31-35 [in Russian]
9. Sadikova G. A. Nachertatel'naya geometriya i inzhenernaya grafika [Descriptive geometry and engineering graphics] / G. A. Sadikova - Moskva: TC Sfera, 2003 [in Russian]
10. Salnikova T. P. Pedagogicheskie tekhnologii: Uchebnoe posobie [Pedagogical technology: Textbook] / T. P. Salnikova - Moskva: TC Sfera, 2005 [in Russian]