Сетевое издание
Современные проблемы науки и образования
ISSN 2070-7428
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,940

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПРИНЦИПЫ СОЗДАНИЯ ИНФОРМАЦИОННО-ПРЕДМЕТНОЙ СРЕДЫ ОБУЧЕНИЯ СТУДЕНТОВ СТРОИТЕЛЬНЫХ ВУЗОВ

Юматова Э.Г. 1
1 ФГБОУ ВПО «Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»
Статья посвящена повышению эффективности геометрической и графической подготовки студентов в строительном вузе. Современное строительство ориентировано на высококвалифицированных специалистов, обладающих комплексными знаниями, конструктивными умениями и творческим мышлением, владеющих современными информационными технологиями моделирования и проектирования. Обосновано, что интегративных результатов можно достигнуть только в предметной информационной среде. Автор формулирует систему профессионально значимых научных и дидактических принципов эффективного формирования информационной образовательной среды обучения геометрическим и графическим дисциплинам студентов строительных специальностей. Приводится определение предметной среды обучения в качестве объекта управления и критерии оптимального проектирования ее структуры. Оптимальность достигается установленным соотношением базовой и вариативной частей (3:1) в инженерной образовательной системе, что одновременно обеспечивает ее устойчивость и развитие. Формулируется методика реализации целостной и непрерывной подготовки на основе деятельности геометрического моделирования в подсистеме конструктивно-аналитических задач в модуле «Инженерная компьютерная графика».
информационная среда обучения
педагогические принципы
обучение геометрии и графике
1. Анисимова Н.С. Теоретические основы и методология использования мультимедийных технологий в обучении : автореф. дис. … д-ра. пед. наук : 13.00.02. – СПб., 2002. – 32 с.
2. Андреев В.И. Педагогика высшей школы : учеб. для вузов. – М. : ММИЭИФП, 2002. – 264 с.
3. Беляев Г.Ю. Педагогическая характеристика образовательной среды в различных типах образовательных учреждений : дис. ... канд. пед. наук : 13.00.01. – М., 2000. – 157 c.
4. Власюк Л.Л. Организационно-педагогические условия обеспечения управления образовательным учреждением инновационного типа (Лицей) : дис. ... канд. пед. наук : 13.00.01. –Челябинск, 2000. – 168 c.
5. Груздева М.Л. Повышение профессиональной мобильности студентов информационных специальностей в условиях информационного образовательного пространства : монография / М.Л. Груздева, В.Н. Дюнина – Н. Новгород, 2012. – 105 с.
6. Груздева М.Л. Педагогические приемы и методы работы преподавателей вуза в условиях информационной образовательной среды / М.Л. Груздева, Л.Н. Бахтиярова // Теория и практика общественного развития. - 2014. – № 1. – С. 166-169.
7. Поздняков С.Н. Моделирование информационной среды как технологическая основа обучения математике : автореф. дис. … д-ра. пед. наук : 13.00.02. – М., 1998. – 34 с.
8. Роберт И.В. Современные информационные технологии в образовании: дидактические проблемы; перспективы использования. – М. : ИИО РАО, 2010. – 140 с.
9. Чемоданова Т.Ф. Компьютерный инжиниринг и графическое образование : монография / Снеж. гос. физ.-тех. акад. – Снежинск : СГФТА, 2004. – 348 с.
10. Ясвин В.А. Образовательная среда: от моделирования к проектированию. – М. : Смысл, 2001. – 365 с.
Отличительная особенность современного строительного производства - это его усложнение, как архитектурное, так и технологическое. Данные изменения в строительстве могут быть реализованы только благодаря внедрению информационных технологий, обеспечивающих: точный прочностной расчет; оптимальные объемно-планировочные решения; подготовку проектно-сметной документации в короткий срок на всех этапах проектирования, строительства и эксплуатации зданий и сооружений. Работа будущих инженеров в информационном пространстве требует иной качественной подготовки студентов, обеспечивающей обучаемому комплексные знания и конструктивно-аналитические умения, развитое пространственное мышление, ориентацию на постоянное саморазвитие и самосовершенствование. Задачу повышения эффективности инженерной подготовки, по нашему мнению, можно решать только с позиции непрерывности и целостности обучения. Обозначенных условий и комплексных результатов обучения можно достичь в информационно-предметной образовательной среде. На сегодняшний день существует проблема недостаточной проработки теории и практики конструирования инженерных информационных сред, в частности отсутствие понятийно-критериального аппарата и нерешенность задачи оптимизации проектирования и функционирования среды, что подтверждает актуальность исследования.

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: 22.09.2021).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074