Развитие современной техники и технологий, цифровизация производства, переход к новому технологическому укладу, рост требований к качеству изделий требуют новых подходов к организации обучения студентов технических направлений и специальностей вузов России. Одним из важнейших направлений подготовки студентов технических направлений и специальностей является общетехническая подготовка, которая ориентирована на формирование и развитие их общепрофессиональных и профессиональных компетенций, связанных в первую очередь со способностями воспринимать, понимать, анализировать и оценивать современную техническую информацию. В учебные планы подготовки бакалавров и специалистов – будущих инженерно-технических работников включается общетехнический блок, одной из базовых дисциплин которого является учебная дисциплина «Инженерная графика», изучение которой позволяет сформировать у студентов как пространственное представление и воображение в ходе изучения основ начертательной геометрии, так и конструктивно-геометрическое и технологическое мышление в ходе машиностроительного черчения и основ строительного черчения, связанного с выполнением рабочих чертежей деталей, сборочных чертежей машиностроительных конструкций, чертежей зданий, инженерных сооружений и строительных конструкций. Формирование конструктивно-геометрического и технологического мышления студентов возможно в ходе организации и осуществления проектного обучения по дисциплине «Инженерная графика». Проектное обучение – метод обучения, направленный в первую очередь на развитие обучающегося, на умение использовать полученные знания для решения практико-познавательных задач, на развитие коммуникативных компетенций, на выявление творческих способностей.
Цель исследования состоит в оценке дидактической эффективности применения технологии проектного обучения студентов вуза строительному черчению в рамках изучения учебной дисциплины «Инженерная графика».
Материалы и методы исследования. В рамках нашего исследования применялись следующие теоретические методы: анализ литературных источников и учебной литературы, синтез структуры технологии проектного обучения, содержания учебных занятий и методы опытно-поисковой работы, в частности констатирующий и формирующий эксперимент.
Проектное обучение возникло еще в начале ХХ века в Америке как «метод проектов». В своих работах американский исследователь Дж. Дьюи указывал, что обучение должно развивать природные данные ученика, строиться вокруг какого-либо задания. Последователь Дж. Дьюи педагог У.Х. Килпатрик раскрыл содержание проектов, а Е.У. Коллингс организовал школу и рассматривал проекты как цель обучения, связанные с решением задач в реальной жизненной обстановке. В работах отечественных исследователей П.П. Блонского, С.Т. Шацкого, Н.К. Крупской в основе проектного обучения лежит трудовая деятельность обучаемых, создающая условия для подготовки творческой личности, развития инициативы, самостоятельности в творческой деятельности [1; 2].
Современные отечественные исследователи Э.Ф. Зеер, С.Н. Уткина, В.А. Корсунова, рассматривая проектное обучение, определяют его отличительную особенность, которая состоит в достижении целей образования в процессе выполнения студентами учебных проектов [3; 4]. Метод проектного обучения следует рассматривать как комплексный метод, т.к. его применение в обучении предполагает использование комплекса проблемных и поисковых методов обучения, составляющих педагогическую систему, которая отражает личностно ориентированный подход к обучению, что, в свою очередь, способствует формированию общекультурных и общетехнических компетенций [5; 6].
М.А. Ступницкая, В.Ф. Манухов и Н.П. Табачук также отмечают, что по своей сути проектное обучение во многом соответствует проблемному обучению, которое обеспечивает прочность знаний и творческое их применение в практической деятельности обучаемых [7-9]. Кроме того, проектный метод имеет сходство с развивающим обучением, т.к. основывается на творчестве обучающихся, приобщает их к исследовательской деятельности и ориентирован как на конкретный результат, так и на организацию обучения в сотрудничестве [10-12].
Таким образом, проектное обучение входит в число новых педагогических технологий, которое основано на личностно ориентированном обучении, развивает самостоятельность, системное мышление, познавательные интересы обучаемых, обеспечивает межпредметную связь, связь теории с практикой, позволяет обучаемым быть успешным в будущей профессиональной деятельности.
Результаты исследования и их обсуждение. В рамках нашего исследования рассматривается организация и осуществление проектного обучения по разделу «Строительное черчение» учебной дисциплины «Инженерная графика». Для организации проектного обучения формируются проектные группы, называемые «Проектно-конструкторские бюро» и представляющие собой мини-группы по 4–5 человек. В каждом «Проектно-конструкторском бюро» устанавливаются и распределяются между студентами учебные роли: руководитель бюро, эксперт, чертежник-конструктор, расчетчик и т.д. Каждому «Проектно-конструкторскому бюро» выдается техническое задание для разработки проектной документации многоквартирного жилого дома в соответствии с требованиями нормативных документов.
Реализация технологии проектного обучения студентов вуза разделу «Строительное черчение» предполагает следующие этапы:
1. Формирование «Проектно-конструкторских бюро» и распределение ролей между студентами.
2. Ознакомление студентов с основами проектной деятельности.
3. Ознакомление студентов с основами строительного черчения.
4. Выполнение проекта каждым «Проектно-конструкторским бюро» при консультационной помощи преподавателей.
5. Защита проекта.
Проект выполняется в рамках студенческой самостоятельной работы, часы на которую устанавливаются расписанием учебных занятий, как самостоятельная работа по выполнению проекта, и составляют не менее двух часов в неделю. Документально задание оформляется как проектная документация на строительство жилого многоквартирного дома, включающая генеральный план участка, комплект архитектурно-строительных, технологических чертежей и пояснительную записку.
В ходе выполнения проекта студенты анализируют задание проекта на соответствие требованиям нормативных документов, выполняют необходимые расчеты конструктивных элементов здания, архитектурно-строительные чертежи здания, включающие планы, фасады, необходимые разрезы, узлы элементов строительных конструкций, формируют генеральный план участка, на котором будет располагаться проектируемое здание, оформляют пояснительную записку и защищают разработанный проект.
Опытно-поисковая работа по апробации разработанной технологии проектного обучения студентов по разделу «Строительное черчение» учебной дисциплины «Инженерная графика» проходила в Уральском институте ГПС МЧС России в 2021 году. В опытно-поисковой работе по апробации разработанной технологии приняли участие 5 групп студентов первого курса – 130 человек, изучающих раздел «Строительное черчение» дисциплины «Инженерная графика». Опытно-поисковая работа включала три этапа: констатирующий, формирующий и контрольный.
На констатирующем этапе была проведена оценка готовности студентов к выполнению проектной деятельности посредством выявления уровня сформированности проектно-конструкторских компетенций по разделам «Начертательная геометрия» и «Машиностроительное черчение» с помощью электронного тестирования теоретических знаний и очного выполнения практических заданий по выполнению чертежей. По результатам контрольного этапа были сформированы 26 «Проектно-конструкторских бюро» из студентов, показавших примерно одинаковые уровни сформированности проектно-конструкторских компетенций. Студенты, объединенные в «Проектно-конструкторские бюро», самостоятельно распределяли роли в проекте. Таким образом, был реализован первый этап технологии проектного обучения – формирование проектных групп студентов, которые обладают примерно одинаковым уровнем сформированности проектно-конструкторских компетенций.
В ходе формирующего этапа опытно-поисковой работы по апробации разработанной технологии проектного обучения были реализованы второй, третий и четвертый из перечисленных этапов организации и осуществления проектного обучения студентов по разделу «Строительное черчение».
В ходе второго этапа были проведены два лекционных и одно практическое занятие для студентов по основам организации проектной деятельности, в рамках которых студенты были ознакомлены с понятием проектной деятельности, способами ее организации и основными этапами выполнения проекта, затем проектным группам было выделено время для изучения содержания задания на проектирование многоквартирного жилого дома.
В ходе третьего этапа были проведены два лекционных и четыре практических занятия, в рамках которых студенты были ознакомлены с основами строительного черчения, с видами строительных чертежей, стандартами СПДС (система проектной документации для строительства), требованиями СНиП (строительные нормы и правила) к жилым зданиям, а также в ходе практических занятий получили умения и навыки выполнения архитектурно-строительных чертежей многоэтажных жилых домов и генеральных планов участков местности, предназначенных для строительства зданий.
Таким образом, реализация первых трех этапов технологии проектного обучения позволила сформировать «Проектно-конструкторские бюро» и подготовить студентов непосредственно к выполнению проекта жилого многоквартирного дома, а именно: к проведению анализа проектной документации на соответствие требований нормативных документов, к выполнению архитектурно-строительных чертежей и выполнению необходимых расчетов элементов конструкций, к оформлению проектной документации.
Реализация четвертого этапа технологии проектного обучения студентов разделу «Строительное черчение» была осуществлена как в ходе практических занятий, так и в рамках специально организованной самостоятельной работы студентов (не менее двух часов в неделю), а также были организованы консультации с преподавателями по проектам не менее двух часов в неделю. На этом же этапе студенческие «Проектно-конструкторские бюро» получили задание для размещения проекта многоквартирного жилого дома на предназначенном для строительства участке, который был представлен в виде генерального плана местности.
В ходе практических занятий студенты – участники «Проектно-конструкторских бюро» анализировали проектную документацию на строительство жилого дома, изучали общие и специальные требования строительных норм и правил, стандартов СПДС, выполняли необходимые расчеты и т.д. На основе полученной информации студенты определяли строительные материалы элементов конструкций, разрабатывали чертежи планов жилого дома, его фасадов и необходимых разрезов, чертежи узлов строительных конструкций, оформляли пояснительные записки по проекту и выполняли генеральный план участка для размещения проектируемого здания.
В ходе самостоятельной работы студентов – участников «Проектно-конструкторских бюро» преподаватели выполняли только консультационные и информационные функции, а основные проектные решения принимали и обосновывали студенты, что позволило формировать не только проектно-конструкторские компетенции, но и компетенции, связанные с работой в команде, умением представлять и обосновывать результаты собственной деятельности, а также понимать меру ответственности за результаты работы.
В ходе выполнения проектной деятельности проводилась самооценка работы участников студенческих «Проектно-конструкторских бюро», причем каждый студент оценивал работу других участников в закрытой электронной форме, недоступной для других студентов. Итоговая оценка обобщалась по каждому участнику студенческих «Проектно-конструкторских бюро». Оценка участников студенческих «Проектно-конструкторских бюро» имела коэффициент значимости 0,2, оценка преподавателя – коэффициент значимости 0,5, а оценка по результатам защиты - коэффициент значимости 0,3. В сумме каждый участник мог набрать 100 баллов. Таким образом, формула определения итоговой оценки была следующей.
Итоговая оценка = 0,2 × среднее арифметическое оценок участников + 0,5 × оценка преподавателя + 0,3 × оценка по результатам защиты = 100 баллов max.
Готовые проекты многоквартирных жилых домов, включающие необходимый комплект технической документации, утвержденный руководителями студенческих «Проектно-конструкторских бюро», оценивались преподавателями, выполнявшими роль экспертов, и рекомендовались на защиту.
На контрольном этапе опытно-поисковой работы был реализован пятый этап технологии проектного обучения студентов по разделу «Строительное черчение». Реализация пятого этапа заключалась в защите разработанных проектов студентами – участниками «Проектно-конструкторских бюро». Для защиты проектов была организована комиссия, состоящая из руководителей проектов. В ходе защиты студенты делали доклад о результатах проектирования, демонстрировали результаты проектирования и отвечали на вопросы членов комиссии. Оценка, полученная студентами по результатам защиты проектов, учитывалась в общей итоговой оценке результатов работы студентов над проектными заданиями. По итогам защиты для каждого студента была рассчитан итоговый балл за выполнение и защиту проекта по формуле с учетом взаимной оценки студентов, оценки преподавателя, курирующего работу проектной группы, и оценки по результатам защиты. При этом количество набранных баллов от 0 до 50 соответствовало оценке «неудовлетворительно», от 51 до 70 – оценке «удовлетворительно», от 71 до 90 – оценке «хорошо», а от 91 до 100 – оценке «отлично». Результаты контрольного этапа экспериментальной работы приведены на рисунке.
Диаграмма распределения количества студентов в соответствии с полученными оценками по результатам выполнения проекта
Заключение. Полученные результаты контрольного этапа опытно-поисковой работы позволяют говорить о том, что, что положительные оценки за выполненные проекты получили 100% студентов, причем 54,6% получили оценку «хорошо», а 32,3% - оценку «отлично», и только 13,1% студентов получили за выполненные проекты оценку «удовлетворительно». Результаты, полученные в ходе опытно-поисковой работы, позволяют говорить о высоком уровне дидактической эффективности разработанной технологии проектного обучения студентов по разделу «Строительное черчение» учебной дисциплины «Инженерная графика». Таким образом, разработанная и апробированная в ходе опытно-поисковой работы технология проектного обучения студентов по строительному черчению в рамках учебной дисциплины «Инженерная графика», связанная с выполнения проектов жилых зданий в рамках работы студенческих «Проектно-конструкторских бюро», позволяет эффективно формировать и развивать способности студентов, лежащие в основе общепрофессиональных и профессиональных компетенций, ориентированных на восприятие, понимание, анализ и оценку современной технической информации в сфере строительного черчения, а также общекультурных компетенций, связанных с коммуникативными навыками и готовностью работать в команде, приемами логического мышления, навыками планирования деятельности, готовностью представлять результаты своей работы и нести за них ответственность.