Цель исследования
Целью исследование является формирование системы научных и теоретических принципов конструирования информационной предметной среды, формулирование сущностной характеристики понятия «информационная образовательная среда обучения геометро-графическим дисциплинам» студентов технических вузов и критериев ее эффективности.
Методы исследования
Для решения задач исследования были изучены: 1) образовательный стандарт по направлению подготовки «Строительство» (специальность 271101.65 «Строительство уникальных зданий и сооружений»); 2) современные требования к подготовке специалистов на основании приказов Министерства строительства и жилищно-коммунального хозяйства РФ и Градостроительного кодекса РФ. Были применены следующие методы педагогического исследования: анализ психолого-педагогической, методической, специальной литературы по проблеме; проведение педагогического эксперимента; статистическая обработка экспериментальных данных.
Результаты работы и их обсуждение
Геометро-графическая подготовка в строительном вузе должна соответствовать социальному заказу на квалифицированных инженеров-строителей. Сегодня в процессе обучения геометро-графическим дисциплинам необходимо формировать творческие способности и обобщенные способы деятельности. Необходимым условием такого повышения эффективности является создание информационно-предметной среды обучения студентов, конечной целью которой является формирование геометро-графической компетентности.
Проблемам внедрения инноваций в обучение и моделирования образовательных сред уделяли внимание многие ученые: Н.С. Анисимова [1], А.А. Андреев [2], Г.Ю. Беляев [3], И.Л. Власюк [4], М.Л. Груздева [5; 6], С.Н. Поздняков [7], И.В. Роберт [8] и др. Ученые в области информатизации образования справедливо отмечают, что основной особенностью процесса обучения в информационной среде является его деятельностный характер. В работах этих педагогов понятие «деятельность» подразумевает процесс взаимодействия учащегося и информационной среды, учащихся и преподавателей, ориентированный на получение нового продукта в идеальной или материальной форме, в виде знаний или умений. Траектория этой деятельности регламентируется дидактической моделью среды, хотя в отличие от традиционной системы обучения учащийся имеет относительную свободу во взаимодействии со средой [7]. Методика векторного моделирования образовательной среды на основе метода получения эмпирических данных изложена в работе В.А. Ясвина [10]. Ученый организует модель среды как сложного объекта, на основе взаимодействия пространственно-предметного, социального и психологических компонентов.
Вместе с тем в силу ряда объективных и субъективных причин создание информационных сред подготовки инженеров на сегодняшний день оказалось сложным и затянувшимся процессом. Ряд авторов справедливо отмечают, что формирование инженерных сред обучения сложный и трудоемкий процесс [9], поскольку:
1) предполагает для преподавателя одновременное владение как инженерными, так и специальными знаниями в области информационных технологий;
2) требует постоянной корректировки всех составляющих учебно-методической системы подготовки студентов, так как информационные технологии непрерывно изменяются и усложняются (каждые 2-3 года);
3) конструирование наполнения информационного ресурса в большей части имеет графическое представление (трехмерные статические и динамические модели, схемы, чертежи), а это объемный по времени и сложный процесс;
4) моделирование любой развивающейся педагогической системы сталкивается с рядом ограничений: при минимуме вариативной информации система неспособна к инновациям, избыток такой информации приводит систему к неустойчивости.
Обзор сущностных характеристик понятия «среда обучения», которые формулируют известные педагоги, показал, что большинство из них рассматривают среду как некую систему, состоящую из учебно-методических и информационно-технических подсистем.
А.А. Андреев формулирует: «Среда - это педагогическая система плюс ее обеспечение, т.е. финансово-экономическая, материально-техническая, нормативно-правовая, маркетинговая подсистемы и подсистема менеджмента» [2, с. 155]. С.Н. Поздняков, обосновывая в своей работе технологический подход к формированию среды обучения математике, определяет ее как «систему средств общения с человеческим знанием» [6, с. 8]. Цель такой среды - хранение, структурирование, представление информации, ее переработка и обогащение. В диссертации Г.Ю. Беляева исследуется специфика образовательных сред в зависимости от типа и вида образовательного учреждения, разработаны характеристики локальных сред. Автор определяет среду как «объективную реальность высокого порядка сложности и мерности [3, с. 13].
Министерство строительства и жилищно-коммунального хозяйства РФ приступило к реализации программы внедрения технологий информационного моделирования (BIM - Building Information Modeling) в области промышленного и гражданского строительства. Центральная роль в технологиях BIM отводится трехмерному моделированию, что и является системообразующим фактором в системе деятельности современного проектировщика.
Конечные цели образовательного процесса, направленные на формирование геометро-графической компетентности и необходимость непрерывности подготовки, позволили выделить и уточнить профессионально значимые философско-образовательные подходы к проектированию среды: 1) аксиологический - предполагает возможности непрерывного развития профессиональных и личностных качеств; 2) антропологический - определяет получение обобщенного знания на основе целостности системы; 3) кибернетический - обеспечивает оптимальное управление педагогической системой с обратной связью; 4) культурологический - ориентирован на осмысление студентом архитектурного и художественного наследия человечества, в целях развития творческой компоненты.
Анализ социальных потребностей и требования ФГОС к выпускнику строительного вуза в области геометро-графического знания и уточненные научные принципы позволили сформулировать сущность и структуру понятия «информационная среда обучения».
Под информационной средой обучения геометро-графическим дисциплинам мы понимаем открытую многомерную педагогическую систему проблемно ориентированных модулей целенаправленного формирования геометро-графической компетентности и являющуюся частью общей среды инженерной подготовки. Системообразующей деятельностью является деятельность студентов по решению подсистемы учебных конструктивно-аналитических задач, где объединяющим фактором является конструирование геометрических моделей, представленных разными видами информации - вербальной и графической, двумерной и трехмерной, статической и динамической (анимация), в виде макета или прототипа, выполненного на 3D-принтере. Открытость системы предполагает наличие обратной связи для корректировки модулей и расширения потенциальных возможностей системы в соответствии с настоящими и будущими целями обучения и воспитания.
Соглашаясь с большинством ученых, что среда должна обладать широким спектром модальности, рассмотрим педагогические принципы конструирования среды обучения геометро-графическим дисциплинам. Процесс эффективного конструирования среды предполагает решение комплекса задач - методологических, дидактических и технических.
Дидактический компонент определяет стратегию преподавателя - цели, методы, средства и организацию обучения. И.В. Роберт в своей работе обосновывает дидактические принципы разработки информационно-предметной среды «со встроенными элементами технологии обучения, адекватной образовательным целям, задачам и обеспечивающей активное информационное взаимодействие между преподавателем и обучаемым» [8, с. 4]. Опираясь на исследования педагогов и цели геометро-графической подготовки студентов данной специальности с позиции результативности, мы выделили наиболее профессионально значимые дидактические принципы конструирования предметной информационной среды обучения инженеров: 1) фундаментальность; 2) модульность; 3) междисциплинарная интегративность; 4) открытость; 5) профессиональная значимость; 6) многомерность; 7) педагогическая целесообразность; 8) самостоятельность (авторство); 9) морально-этические критерии.
Практическая реализация указанных теоретических принципов включает создание:
1) информационно-методического модуля; 2) интерфейса среды; 3) блока управления.
Опираясь на деятельностный подход в обучении, при котором учитывается специфика предмета, был сконструирован информационно-методический модуль «Инженерная компьютерная графика». На основе анализа содержания проектно-конструкторской деятельности инженера в среде информационных технологий нами разработана система развивающих и личностно ориентированных конструктивно-аналитических задач, направленных на поэтапное формирование геометро-графической компетентности. Деятельность по формированию трехмерных геометрических моделей выбрана в качестве системообразующей. Блок управления модулями ориентирован на непрерывное поступательное развитие среды и связей между модулями как методически, так и технически, на основе совместной деятельности преподавателя и студентов.
Рассматривая среду как объект управления, мы сформулировали критерии ее оптимального конструирования: 1) устойчивость, т.е. формирование инвариантной фундаментальной части при меньшем объеме вариативной (в отношении 3:1); 2) унификация, т.е. создание единых по структуре предметных модулей, объединенных межпредметными проектами на основе деятельности геометрического моделирования; 3) существование обратной связи; 4) реализация интенсивных технологий обучения; 5) наличие культурологического компонента. Отметим, что вариативный блок позволяет системе развиваться, а обратная связь - корректироваться.
Заключение
Содержание ФГОС для студентов специальности «Строительство уникальных зданий и сооружений» и внедрение технологии BIM выдвигают особые требования к квалификации специалиста. Будущие специалисты, на наш взгляд, должны обладать не только глубокими современными знаниями в области геометро-графических дисциплин, но и развитым образно-действенным мышлением и стремлением к непрерывному самосовершенствованию, что позволит им успешно создавать уникальные объекты, используя непрерывно усложняющиеся средства информационного моделирования. Возможности комплексного развития студентов могут быть реализованы только в образовательной среде геометро-графической подготовки. Теоретическая значимость исследования заключается в формулировании сущностной характеристики понятия «Информационная среда обучения», определившей критерии ее эффективного формирования и развития. Внедренный и апробированный автором проблемно ориентированный модуль «Инженерная компьютерная графика», на основе сформулированных теоретических положений подтверждает практическую значимость работы.
Рецензенты:
Червова А.А., д.п.н., к.ф.-м.н., профессор, советник по подготовке кадров высшей квалификации и международной деятельности, Шуйский филиал ФГОУ ВПО «Ивановский государственный университет», г. Шуя;
Груздева М.Л., д.п.н., профессор, зав. кафедрой информатики и информационных технологий в образовании, ФГОУ ВПО «Нижегородский государственный педагогический университет им. К. Минина», г. Нижний Новгород.Библиографическая ссылка
Юматова Э.Г. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПРИНЦИПЫ СОЗДАНИЯ ИНФОРМАЦИОННО-ПРЕДМЕТНОЙ СРЕДЫ ОБУЧЕНИЯ СТУДЕНТОВ СТРОИТЕЛЬНЫХ ВУЗОВ // Современные проблемы науки и образования. – 2015. – № 5. ;URL: https://science-education.ru/ru/article/view?id=21637 (дата обращения: 20.04.2024).