Стремление современной российской молодежи даже в условиях смены общественного строя, когда приоритеты сдвинуты в сторону менеджмента, экономики, юриспруденции, учиться в лесотехническом ВУЗе - необходимо приветствовать, начиная с первого семестра. Ведь практически любому молодому человеку ясно, что появление мобильной связи и ее компонентов, современной космической техники, малогабаритных и переносных компьютеров и т.д., стало возможным при воплощении идей и знаний конструкторов, технологов и научных работников, обслуживающих «технарей».
Введение. Даже беглый взгляд на отрасль лесопромышленного комплекса заставляет нас испытывать гордость за многие виды нашего оборудования и машин. Известно, что «технические системы» развиваются по закону прогрессивной эволюции, то есть в жизни каждого поколения улучшаются критерии развития до приближения их к глобальному экстремуму. Возьмем, к примеру, ключевую машину для лесозаготовки - харвестер. Это пример идеальной (на сегодня) технической системы, той, которой как бы нет, а функции ее выполняются в полном объеме сами по себе. Здесь нет нижнего склада с его инфраструктурой: сучкорезными машинами (в недавнем прошлом типа ПСЛ-ЦНИИМЭ-1), полуавтоматическими линиями типа ПЛХ-ЗАС с раскряжевочными агрегатами АЦ-2М, приемными столами с системой отмера длин, сортировочным транспортером, сбрасывателями бревен, карманами - накопителями. Технологическое оборудование лесопильно-деревообрабатывающих производств, предназначенное для облегчения или замены ручного труда рабочего при выполнении технологических операций какого-либо производственного процесса, в настоящее время насчитывает более 1000 моделей [8]. Они характеризуются высокой производительностью, при которой приходится обеспечивать рабочие скорости 60, 80, 100 и даже более м/с. Скорости подачи, в частности, выросли в оборудовании с круглыми пилами до 150 м/мин., в четырехсторонних продольно-фрезерных станках до (100...150) м/мин. Рост производительности приходится обеспечивать также за счет увеличения количества режущих инструментов (узлов): пил в поставе или на шпинделе, рабочих шпинделей и т.д. В целлюлозно-бумажной отрасли на современных высокоскоростных машинах бумажное полотно шириной 6 м мчится со скоростью (1000-1500) м/мин.
Крайне негативной тенденцией в последние 10-12 лет стал приход абитуриентов в наш ВУЗ, изучавших азы черчения, как правило, в рамках дисциплины «Технология» только в 15-17 % случаях [9]. Даже взять, к примеру, трехгодичников лесоинженерного факультета. Напомним, что мы были очевидцами становления инженеров второго периода (семидесятые годы прошлого столетия), когда студенты трехгодичники приходили с руководящих должностей заместителей директоров леспромхозов или деревообрабатывающих комбинатов, начальников лесопунктов, техноруков, начальников производственных отделов предприятий. В настоящее время трехгодичники - это люди, не работавшие после получения среднетехнического образования на производстве; не работали они, как правило, и до техникума.
Целью настоящего исследования является обобщение нашего опыта работы со студентами 1-2-3 семестров обучения. Изучение начертательной геометрии, инженерной и компьютерной графики (как самостоятельных дисциплин, или как разделов) начинается в первом семестре обучения в ВУЗе, в самый трудный период обучения. Отсутствие вступительных экзаменов, 15-17 %, как мы отмечали выше, знакомых с азами черчения, трудности переориентации в новых условиях учебной работы в ВУЗе усугубляют низкий уровень успеваемости. Те, кто закончил технический ВУЗ, всегда отмечали высокий уровень абстрактности учебного материала по начертательной геометрии [3,4,10]. Даже преподаватели ведущих технических ВУЗов РФ (федеральных, национальных исследовательских) в разговорах с одним из авторов данного сообщения на совещаниях по совершенствованию подготовки учащихся и студентов в области графики, конструирования и стандартизации в технических университетах Саратова, Москвы, Перми, Казани, Челябинска, Пензы, Астрахани отмечали (кроме архитектурных и дизайнерских специальностей), что обучение начертательной геометрии и инженерной графике в ВУЗе часто приходится начинать с нуля.
В рассматриваемом цикле дисциплин пространственное мышление выступает фактором формирования творческого потенциала, видом умственной деятельности. Ведь догадка, ведущая к открытию (в простейшем виде к изобретению), невозможна без воображения. Путь к компоновочной схеме простейшего изделия из нескольких деталей, и тот проходит через хитросплетение линий и геометрических примитивов, наметившихся в голове у конструктора. Это осознанно утверждаем мы, оба поработавшие на производстве и реально представляющие все основные стадии жизненного цикла изделия - ЖЦИ [11].
Следует отметить, что на лесотехническое образование негативный отпечаток наложил и показатель массовости высшего образования [3,7,12]. Данные на 19.01.2011 г. (радио России, ректор высшей школы экономики (университета) Кузьминов Я. И.): эта цифра составляет 620 человек на 10 тысяч населения. А еще несколько лет назад она составляла 512 и 420 человек. Это с учетом потери тяги к получению технического образования, чувствуем мы, преподаватели лесотехнических ВУЗов, когда к нам идут абитуриенты с низким баллом по ЕГЭ. Мыслительные способности, навязанные вчерашним абитуриентам телевидением и компьютерными технологиями, клипового мышления, привычка к мозаичной схеме зрительных образов не способствует умственной сосредоточенности на какой-либо информации, тем более абстракциях из начертательной геометрии. Автор работы [2] отмечает еще одну негативную тенденцию - частичную или полную утрату навыков чтения, низкий уровень восприятия прочитанного и просмотренного (речь идет о графических материалах в литературе), как печатных книг, так и электронных документов.
Можно говорить и о потере былой привлекательности дипломов лесотехнических ВУЗов, о глобальном увлечении студентов компьютерной техникой.
Заканчивая критический обзор трудностей в работе по геометро-графическим дисциплинам (циклам), мы всегда внушали себе, что «лучше студентов не будет».
Методы исследований. Одним из путей подъема мотивационного настроя студентов-первокурсников к изучению геометро-графических дисциплин на протяжении последних 5-7 лет мы считаем и в силу своих возможностей внедряем в свою повседневную преподавательскую практику - профессиональную направленность всех без исключения дисциплин геометро-графического цикла по основным направлениям лесотехнического образования.
Половина преподавателей нашей кафедры начертательной геометрии и машиностроительного черчения - люди, поработавшие на производстве, в проектных и конструкторских организациях, в т.ч. общего машиностроения. И вот с этих позиций у нас сформировалось твердое убеждение, что даже такая дисциплина с высоким уровнем абстракции материала, как начертательная геометрия, является индикатором способности к творческой конструкторской деятельности. Решение метрических, позиционных, конструктивных задач способствует раскрытию и исследовательских данных (наклонностей), наши ожидания по ознакомлению с академическими справками обучающихся в аспирантуре по трем научным специальностям, характерным для лесотехнического образования (05.21.01; 05.21.03; 05.21.05), оправдались - среди аспирантов нет троечников по начертательной геометрии.
Опережающее развитие геометро-графического образования мы не представляем без систематического учета междисциплинарных связей. В связи с этим мы постоянно отслеживаем особенности образовательных траекторий по основным специальностям и направлениям высшего лесотехнического образования [12].
Если на профилирующих (выпускающих) кафедрах профессиональная ориентация связывается с организацией учебной, производственной и преддипломной практики студента с целью его погружения в профессиональную среду, соотнесения его представления о будущей профессии с требованиями современного рыночного производства, то на кафедрах геометро-графических дисциплин профессиональная ориентация и учет междисциплинарных связей видится в отслеживании структуры потребностей в знаниях и навыках, непосредственно используемых в курсовом проектировании в последующих дисциплинах. При этом мы обычно первой «последующей» дисциплиной называем детали машин с серьезным курсовым проектом (разработка редуктора, привода, деталей). Далее шли примеры проектирования привода технологических или транспортирующих машин, механизма грузоподъемной машины; малых архитектурных форм из дерева, элементов входных групп зданий и помещений; разверток бумажной тары и емкостей для технологической щепы, циклонов пневмотранспорта; приемников деревообрабатывающих станков для удаления опила, стружки, твердых кусковых отходов; отсосов-сметок; технологических планировок обычных и малых лесных нижних лесопромышленных складов для всех вариантов примыкания лесовозных (лесотранспортных) путей и т.д., и т.п.
До недавнего прошлого мы пользовались только учебниками и учебными пособиями ведущих ученых-методистов Якунина В. И., Левицкого В. С., Чекмарева А. А., Иванова Г. С. и др. С учетом требований в последние годы к компетентностным качествам выпускника определенной кафедры и ВУЗа в итоге нами был подготовлен ряд учебных пособий, имеющих грифы и государственные рецензии [1,15,6,5]. Азы начертательной геометрии (общие свойства проецирования, относительное положение прямых линий, определение натуральной величины отрезка прямой общего положения, точка и прямая в плоскости, метрические и позиционные задачи и др.) демонстрируем примерами из отрасли, из конструкции конкретных транспортных и технологических машин [11,14,15]. Приводим конкретные примеры результатов исследований профессоров с выпускающих кафедр Уласовца В. Г., Агапова А. И., Глебова И. Т., доцента Солдатова А. В. по оптимизации раскроя пиловочного сырья различных габаритов, форм и поперечных сечений; по определению графическим способом объема древесины в оцилиндрованном бревне при формировании чаши в половину диаметра бревна (при «перевязке»).
При всей дифференцированности современного машиностроения задачи конструирования, а значит, и задачи оформления чертежей одинаковы. Однако студенты более заинтересованно выбирают детали для деталировки из атласа [13], впервые созданного в лесотехническом образовании. В нем учтены современные тенденции ранней профилизации, междисциплинарных связей и компетентностных требований в подготовке бакалавров и специалистов-лесотехников. Атлас содержит чертежи общих видов машин и оборудования лесопромышленного комплекса по разработкам ВНИИДМАШа, Вологодского ГКБД, Тюменского станкозавода, УралНИИПДрева и др. организаций.
Особенностью технических специальностей, широко представленных в лесотехническом ВУЗе, является необходимость работы с большим объемом графического материала в виде сложных машиностроительных чертежей. К примеру, только кинематическая схема лущильного станка ЛУ17-10 содержит 58 позиций, этикетировочной машины Сп Э-3 - 62 позиции, набивочной машины Сп Н-3 - 132 позиции.
Учебное пособие [1], объединяющее начертательную геометрию, инженерную и компьютерную графику, также пронизано идеей профессиональной направленности и междисциплинарных связей. Ранее упомянутое учебное пособие по машинной графике [5] отличается подборкой примеров деталей также из нашей отрасли. Там же приведены для задач-примеров более 20 кинематических схем приводов различных машин и механизмов из лесопромышленного комплекса. Одновременно, при этом мы видим в своей работе усиление творческой составляющей преподавательского труда.
Несмотря на (как сказано выше о 15-17 % знакомых с черчением в школе) крайне неблагоприятную обстановку, все же считаем, что выход - чертежи - удается удержать на приемлемом уровне.
Особо следует отметить успехи кафедры при государственном интернет-тестировании на протяжении последних лет. И хотя, естественно, здесь был и элемент натаскивания, но студент увидел в хитросплетениях линий возможность использования полученных графических навыков в будущем обучении.
В заключение отметим, что профессионально-значимые компетенции формируются в ВУЗе в ходе изучения различных дисциплин. Начертательная геометрия, инженерная графика, машинная (компьютерная) графика являются важной компонентой базовой общеинженерной подготовки, закладывающей фундамент профессионального образования специалиста (бакалавра). И несмотря на практическое отсутствие черчения в школе, заинтересовать вчерашнего абитуриента на 1-2-3 семестре обучения, по нашему мнению, в серьезных занятиях по рассмотренному циклу дисциплин можно профессиональной направленностью всех разделов дисциплины с учетом междисциплинарных связей.
Рецензенты:
Гороховский Александр Григорьевич, д-р техн. наук, профессор, ген. директор ОАО «Уральский научно-исследовательский институт переработки древесины», г. Екатеринбург.
Комиссаров Анатолий Петрович, д-р техн. наук, профессор, профессор Уральской государственной сельскохозяйственной академии, г. Екатеринбург.