CC BY
20
УДК 378.147:004.921
СРЕДА ГЕОМЕТРО-ГРАФИЧЕСКОЙ ПОДГОТОВКИ ИНЖЕНЕРНОГО ВУЗА. МЕТОДОЛОГИЯ ФОРМИРОВАНИЯ
© 2017 Э. Г. Юматова
канд. пед. наук, доцент кафедры стандартизации и инженерной графики standart@nngasu. ru
Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет
Для повышения эффективности функционирования инновационной среды разработана трехвекторная технология ее конструирования, предполагающая межинтегративную систематизацию педагогической деятельности. Обозначены цели и содержание каждого этапа этой деятельности в техническом вузе. Технология опирается на уточненные автором системообразующий фактор (формирование геометро-графической культуры) и междисциплинарно-средовой подход, обеспечивающий управляемость и системно-синергетическую контролируемую неопределенность функционирования среды.
Ключевые слова: инженерное образование, инновационная образовательная среда, геометро-графическая культура.
Особая роль в общей профессиональной инженерной подготовке отводится геометрическим и графическим дисциплинам, играющим фундаментальную роль в развитии творческой индивидуальности и пространственных способностей учащихся. Междисциплинарное и системное единство дисциплин позволяет рассматривать их в техническом образовании, на наш взгляд, как «образовательный мост» не только между несколькими дисциплинами: математикой, инженерной графикой, изобразительным искусством и информатикой, но и областями знаний - архитектурой, строительством и культурой.
Известно, что вопросам совершенствования методики преподавания данных предметов и развития обобщенного профессионального мировоззрения в инженерном образовании России уделяли внимание известные архитекторы, художники и инженеры. Фундамент высшего геометро-графического строительного образования в России был заложен в 1809 г. А. А. Бетанкуром в созданном им Корпусе инженеров водяных и сухопутных сообщений в г. С.-Петербург. Примечательно, что впервые в российской технической школе стали изучаться начертательная геометрия, изобразительное искусство и высшая математика одновременно. Известный архитектор Л.Н. Бенуа, будучи художником и инженером, был также и хорошим педагогом, преподавая не только в Академии художеств в должности профессора, но и одновременно в Институте гражданских инженеров.
Для формирования творческой, активной и профессионально зрелой личности в технических вузах наиболее эффективным с позиции результативности, системности (организации и управляемости) является, по нашему мнению, средовой метод.
Анализ научной и специальной литературы по внедрению средового подхода в инженерную подготовку вуза показал, что в научно-методологическом и методическом плане выявлена недостаточная разработанность технологии конструирования (организации, поддержки и управления) образовательной среды геометро-графической подготовки будущих инженеров с точки зрения теории синергетических систем. Средства средового обучения, повышающие эффективность образовательного процесса
и расширяющие возможности преподавателей и студентов, используются в педагогической практике бессистемно, не в полном объеме и без учета тенденций их развития. Воспитательные функции (этические, эстетические), заложенные в геометрии и графике, которые развивают профессиональное мировоззрение будущих специалистов, востребованное нынешним обществом [Волкова 2011; Батюта 2010], также не учитываются при создании учебного информационного ресурса, что и подтверждает актуальность нашего исследования. Эффективность нами понимается как соответствие целей образовательного процесса результату обучения, а системные и синергетические подходы включают непрерывность, целостность, междисциплинарность, недетерминируемость и управляемость.
Цель исследования - формирование научно обоснованной методологии проектирования и конструирования инженерной среды обучения архитектурно-строительного вуза на основе средового, системного и синергетического подходов.
Для решения задач исследования были изучены: 1) ФГОС ВО для специальности 08.05.01 «Строительство уникальных зданий и сооружений»; 2) современные требования к подготовке специалистов на основании Градостроительного кодекса РФ и приказов Министерства строительства и жилищно-коммунального хозяйства РФ. Были применены следующие методы педагогического исследования: анализ психолого-педагогической, методической, специальной литературы по проблеме; проведение педагогического эксперимента; статистическая обработка экспериментальных данных.
Общенаучные методы к проектированию и функционированию элементов различных типов сред с позиции результативности творческого развития субъекта рассмотрены в работах нейрофизиологов (И.П. Павлова, П.К. Анохина, К.П. Анохина), психологов (Л.С. Выготского, И.С. Якиманской), социологов (В.Е. Лепского, А.А. Андреева), архитекторов (Е.М. Батюты, Е. Тортступ, А.В. Киншта). Все они отмечают, чтосубъект - это элемент одновременно нескольких взаимосвязанных систем, в том числе и образовательной; с точки зрения средового подхода рассматриваются не отдельные элементы среды, а результат их взаимодействия.
Термин «средовой подход» в педагогическую практику был введен и обоснован Ю.С. Мануйловым и в дальнейшем получил развитие в целом ряде научных работ. Такие педагоги, как А.В. Виневская, Т.В. Менг, М.Л. Груздева [Груздева 2015], адаптировали средовой подход под цели образования различных типов вузовских программ. Примем за основу определение педагога Ю.С. Мануйлова, который под средовым подходом в воспитании понимает: 1) «систему действий со средой, обеспечивающих ее превращение в средство диагностики, проектирования и продуцирования воспитательного результата»; 2) способ организации среды с целью эффективного влияния на личность [Мануйлов 1997: 5].
Рассматривая инновационную среду как объект управления, средство и одновременно условие для обучения, развития и воспитания будущих инженеров и опираясь на мнение известных педагогов в области внедрения средового подхода, будем считать, что средовой подход станет только тогда эффективной управленческой теорией и технологией, когда «будут раскрыты формально-логические основы и разработан технологический инструментарий» [Там же: 8].
В итоге можно выделить, по нашему мнению, два основных направления повышения эффективности конструирования и функционирования инновационной инженерной среды обучения, воспитания и развития:
во-первых, через уточнение педагогических и информационных методов, позволяющих качественно повысить эффективность организации и управления средой с целью оптимизации ее влияния на субъект (формально-логические основы);
во-вторых, в результате разработки продуктивных технологий обучения на основе проектирования межпредметного и профессионально значимого содержания; проблемного и исследовательского обучения; увеличения объема самостоятельной работы; поощрения студентов; вовлечения обучаемых в научную и «художественно-графическую жизнь» вуза и региона, например конференции, олимпиады и выставки.
В результате для комплексного и упорядоченного решения поставленных задач необходимо, по нашему мнению, формировать с точки зрения эффективности, не только технологию обучения, воспитания и развития студентов в рамках средового подхода, но и саму технологию конструирования среды как объекта управления. То есть целесообразно внедрять, на наш взгляд, технологический подход уже на уровне конструирования системы, что обеспечит ее большую результативность за счет систематизации педагогической деятельности. Кроме того, это позволит также и ускорить процесс создания самих образовательных систем инженерной подготовки. Напомним, что еще в 2004 г. проректор МГТУ им. Н.Э. Баумана С.В. Коршунов определил приоритетные направления создания инженерных сред в вузах, но «воз и ныне там».
Рассматривая технологию формирования среды как систему педагогической деятельности преподавателя (коллектива преподавателей) по комплексному и целенаправленному решению поставленных задач, определим результат как сумму трех векторов:
1) средообразующая деятельность; 2) организация и управление учебно-воспитательной деятельностью; 3) сопровождение среды. Рассмотрим цель и содержание каждого вектора.
1. Средообразующая деятельность включает процесс проектирования среды для создания эффективных условий и средств обучения, воспитания и развития. Проектирование системы на этом этапе предполагает решение следующих задач:
а) формулирование системообразующего фактора (цели или результата);
б) уточнение педагогической стратегии проектирования среды с целью определения оптимальных методов организации и управления средой, а также формирования функциональной модели образовательной системы ( см. рис.).
Функциональная схема работы открытой педагогической системы
Анализ специальной и научной литературы по теме исследования позволил выделить следующие методы эффективного проектирования среды с позиции результативности: 1) общенаучные подходы - системный, синергетический, культурологический и аксиологический; 2) педагогические подходы - системно-деятельностный; личностно ориентированный, развивающий и средовой. Интеграция данных методов позволила нам сформулировать:
1) системообразующий фактор (цель = результат), ориентированный на формирование геометро-графической культуры;
2) междисциплинарно-средовой подход к обучению, воспитанию и развитию, рассматриваемый нами в качестве педагогической реализации коллективом авторов различных специальностей интеграции системного, синергетического и средового подходов в высшем инженерном образовании.
Обосновывая необходимость введения такого системообразующего фактора, отметим, что компетентностный подход к подготовке специалистов не соответствует необходимому уровню качества [Юматова 2016]. Так, новые идеи в архитектуре, дизайне и строительстве, чтобы они были приняты обществом и стали символом эпохи, должны быть эстетичными и отвечать этическим национальным нормам. Являясь частью общей культуры, профессиональная подготовка инженера, ориентированная на инновационное развитие России, должна вносить свою лепту также и в духовное наполнение специалиста, поскольку ценность творческих идей зодчего определяется во многом его мировоззрением.
Необходимость дополнения средового подхода междисциплинарным (рассматривается нами как необходимый элемент синергетического метода) подтверждено тем, что инновационные архитектурно-строительные и конструктивные решения могут возникнуть и быть реализованы только на стыке нескольких дисциплин в ходе решения творческих задач [Груздева 2004]. Так, известный архитектор и инженер-строитель В.Г. Шухов был также хорошим инженером-механиком, специалистом по строительству гидравлических сооружений и математиком. В результате по его чертежам и расчетам были изготовлены общегородской водопровод в Москве; тепловые машины для нефтяной промышленности; гиперболоидные сетки для металлоконструкций и др. Преподаватели, среди которых были такие гении, как автор аэродинамики Н.Е. Жуковский, математик П.Л. Чебышев и инженер-механик Д. Л. Лебедев, чувствуя огромный потенциал молодого студента, стремились создать ему в техническом вузе разноплановые условия для творчества и развития.
Сформулированные цель и метод реализации этой цели позволят, по нашему мнению, сформировать у будущих специалистов архитектурно-строительного вуза обобщенные знания, умения и навыки, что будет способствовать развитию творческого мышления и широкого научного мировоззрения не только за счет системности и целостности образовательного процесса, но и открытости и контролируемой преподавателем синергетической неопределенности.
2. Организация и управление учебно-воспитательной деятельностью предполагает конструирование технологии для развития обучаемого в границах педагогической стратегии, а именно дидактической системы. Формирование дидактической системы включает отбор дидактических принципов и уточнение интенсивных технологий для их реализации. Сущность понятия «инновационная образовательная среда», ее системообразующий фактор и междисциплинарно-средовой подход, обоснованный нами, позволили выделить практические способы реализации этого подхода. Перечислим эти дидактические принципы: 1) фундаментальность; 2) профессиональная и национальная значимость; 3) модульность; 4) междисциплинарная интегративность; 5) педагогическая целесообразность; 6) проблемность; 7) самостоятельность.
Отметим, что формирование дидактической системы - это сложный и трудоемкий процесс, поскольку информационно-методический ресурс в большей части имеет графическое представление. Преподаватель в ходе средообразовательной деятельности должен не только сконструировать интенсивную технологию обучения, но и организовать наполнение большого объема учебно-воспитательного развивающего ресурса в цифровых форматах (учебно-методические материалы, наглядные трехмерные статические и динамические модели, схемы, чертежи и др.). Кроме этого,
среда, сконструированная при помощи средств информационных технологий, непрерывно изменяющихся и совершенствующихся, требует технологического развития и обновления (каждые 2-3 года). Поэтому, в силу ряда объективных и субъективных причин, разработка информационного наполнения среды не то, что не опережает теоретическое осмысление основ эффективного конструирования системы, а наоборот - отстает, в отличие от ряда других предметных сред.
3. Сопровождение среды рассматривается нами в качестве контрольно-корректировочного этапа для реализации обратной связи. Редактирование содержания системы должно осуществляться, по-нашему мнению, специалистами-педагогами в области математики, архитектуры и производства на основе метода межинтегративного контроля в результате последовательного приближения цели к результату. Отметим, что на всех этапах проектирования и конструирования системы особая роль и ответственность в среде отводится педагогу-наставнику - автору траектории не только обучения, но и воспитания. Поэтому особенность эффективного существования любой среды, а тем более управляемой, - это непрерывное развитие не только объекта управления, но и того, кто управляет. Для инновационной среды - это одновременное обучение и развитие не только учащегося, но и педагога. Конечный результат средовой подготовки во многом будет определяться профессиональной культурой педагога, его ценностными установками. В итоге значимость результата преподавателя, как автора учебной среды на уровне содержания и организации процесса обучения, будет определяться и его мировоззрением. В данном плане существуют большие проблемы. К сожалению, советская система повышения квалификации инженерно-педагогических кадров региональных вузов на базе известных научных центров, таких как МГТУ им. Н.Э. Баумана, МАИ, МГСУ, МАРХИ, не работает из-за нехватки средств, а нового и эффективного мы так ничего и не создали. Отсюда и содержание учебных пособий, издаваемых рядом преподавателей-геометров, далеко не научного характера и, более того, с ошибками.
Трехвекторная технология, разработанная нами, основана на понимании того, что, во-первых, эффективная среда - это системно-синергетический способ ее организации с целью повышения эффективности условий и средств обучения, развития и воспитания; во-вторых, инновационное обучение в вузе предполагает междисциплинарность и творчество студентов исследовательского характера; в-третьих, формирование профессионально и национально ориентированного мировоззрения означает введение системообразующего фактора или конечной цели обучения - геометро-графической культуры; в-четвертых, интеграция средового подхода с системно-синергетическим, включающим междисциплинарность и контролируемую недетерминируемость, позволит, на наш взгляд, обеспечить не только целостность и непрерывность учебного средового процесса, но и оптимизацию функционирования инновационной среды по достижению цели (системообразующего фактора) уже на стадии проектирования.
Для подтверждения эффективности трехвекторной технологии формирования среды, разработанной автором исследования, в ННГАСУ с 2012 г. проходит внедрение и апробацию система геометро-графической подготовки будущих инженеров. Как результат, подготовлен электронный межинтегративный учебный ресурс с учетом воспитательной функции, заложенной в геометрии и графике, состоящий из взаимосвязанных авторских модулей: «Вычислительная геометрия», «Начертательная геометрия», «Инженерная графика», «Компьютерная графика», «Интегративная курсовая работа по геометрическому моделированию», «Межпредметные проекты» [Юматова 2015а, 2015б]. Формируется «Электронный каталог объектов исторического наследия архитектуры Волго-Вятского региона» преподавателями совместно со
студентами, содержащий текстовую и графическую информацию. Полученные предварительные экспериментальные данные показывают положительную динамику результатов обучения студентов в среде, спроектированной по данной технологии. В итоге еще раз подчеркнем, что педагогические задачи проектирования и конструирования в архитектурно-строительных вузах эффективных сред не только обучения, но и воспитания - это важный и ответственный процесс. Результат решения данных педагогических задач влияет в дальнейшем на сферу жизнедеятельности общества в целом.
Библиографический список
Батюта Е.М. Особенности архитектурного облика ряда исторических городов России и Западной Европы // Приволжский научный журнал. 2010. № 1 (13). С. 151— 156.
Волкова Е.М. Особенности архитектурного облика исторических городов Поволжья (Твери, Ярославля, Нижнего Новгорода) // Приволжский научный журнал. 2011. №4 (20). С. 147—151.
Груздева М. Л. Реализация межпредметных связей курсов высшей математики и физики инженерного вуза средствами компьютерных технологий : автореф. дис. ... канд. пед. наук: 13.00.02 / Волж. гос. инжер.-пед. ун-т. Н. Новгород, 2004. 22 с.
Груздева М.Л. Метод информационного моделирования как средство обучения и инструмент познания действительности // Вестник Мининского университета. 2015. № 2 (10). С. 13. URL: http://vestnik.mininuniver.ru/reader/archive/?year=2015&issue=2
Мануйлов Ю.С. Средовой подход в воспитании : дис. ... докт. пед. наук : 13.00.01 / Моск. гос. пед. ун-т. М., 1997. 193 с.
Юматова Э.Г. Геометро-графическая культура — системообразующий фактор инновационной образовательной среды инженерного вуза // Современные наукоемкие технологии. 2016. №4. С. 148—152. URL:http://www.science-education.ru/article/view?id=24920 (дата обращения: 11.07.2016).
Юматова Э. Г. Оптимизация геометро-графической подготовки студентов архитектурно-строительных вузов на основе межпредметных проектов // Ученые записки. Электронный научный журнал Курского государственного университета. — Курск, 2015. № 4(36) URL: http://www.scientific-notes.ru/pdf/041-019.pdf (дата обращения: 13.01.2017)
Юматова Э.Г. Формирование творческих способностей будущих инженеров-строителей в инновационной среде обучения // Вестник Челябинского государственного педагогического университета / ФГОУ ВПО ЧГПУ. Челябинск, 2015. № 7. С. 125—130.
