Важную роль в формировании профессионализма архитектора играет приобретение знаний геометрии формообразования по созданию и отображению геометрически обоснованной формы будущего сооружения или его архитектурного образа, что связано с процессом развития его пространственно-проектного мышления будущего архитектора, особенность которого сопряжена с поиском гармоничного единства геометрического образа архитектуры, его конструктивных закономерностей. Пространственно-проектное мышление лежит в основе формирования профессионализма архитектора и определяет его творческий потенциал, что закреплено в документах Международного союза архитекторов (МСА), RIBA, Хартии ЮНЕСКО (XXII Генеральная Ассамблея МСА, Берлин, июль 2002 г.) [1]. На основе анализа требований профессиональных сообществ ФГОС ВО определяет художественно-графические компетенции будущего архитектора как способность представлять проектное решение с использованием традиционных и новейших технических средств изображения на должном уровне владения основами художественной культуры и объемно-пространственного мышления.
Цель исследования состоит в определении критериев оценки сформированности пространственно-проектного мышления будущих архитекторов как способности по созданию пространственных форм и структур, проведению операций по их преобразованию, посредством изучения студентами-архитекторами курса начертательной геометрии как рабочего инструмента по созданию пространственных форм, моделей пространства.
Материалы и методы исследования
Формирование пространственно-проектного мышления непосредственно связано с методологией профессиональной деятельности, а именно с освоением основного метода – «метода архитектора». Проблема формирования проектного и пространственного мышления в архитектурном творчестве рассматривалась ведущими специалистами в архитектуре и архитектурном образовании, такими как Ле Корбюзье, И.Г. Лежава, А.В. Иконников, В. Гропиус и др. [2–4]. Методологию развития пространственного мышления как особого вида мыслительной деятельности, связанной с ориентированием в теоретическом и практическом пространстве, рассматривали также Е.А. Сысоева, Л.П. Русинова, И.А. Суленко и др. [5, 6]. В исследовании поставленной проблемы использовались деятельностный, контекстный, акмеологический, личностно-ориентированный подходы, а также методы сравнительного анализа, письменный опрос, текущие упражнения, графические работы и устное обсуждение.
Пространственное мышление для архитектора заключается в способности мысленного создания архитектурного образа, его положения в пространстве в сочетании с проектными действиями по его преобразованию и визуализации [6, 7].
Особенность пространственно-проектного мышления архитектора проявляется через многоаспектное восприятие действительности и способность видеть результат проектирования. Развитие способности мысленного создания образа, его геометрии на основе разработанного комплекса заданий по начертательной геометрии опирается на последовательность действий и операций в соответствии с технологией применения модифицированного проектно-аналогового метода обучения будущего архитектора и его проектной компонентой [5].
Формирование профессиональной базы архитектора начинается с освоения необходимых теоретических знаний по созданию формы (ясность линий, определение плоскости, положение в пространстве, очертание и каркас поверхности и т.п.), методов ее воспроизведения в ходе изучения графических дисциплин, начертательной геометрии [5, 9, 10].
Графическое изображение целостной архитектурной концепции предполагает развитие навыков визуализации мысленно созданного образа и проработкой его отдельных деталей, основой которых служат понятия проецирования и проекции (ортогональные проекции, аксонометрия и перспектива). Через освоение приемов создания графического изображения мысленно созданного образа будущего объекта архитектуры происходит постижение «метода архитектора».
Изображение представляет собой плоскую геометрическую модель пространственного объекта. Методом начертательной геометрии является графическое отображение и исследование пространственных форм, архитектурных композиций с помощью чертежа. Формообразование связано с понятием поверхности, а операция проецирования поверхности на плоскости дает возможность решения прямой задачи архитектурного творчества – изобразить мысленно созданный образ, архитектурную форму, которые формируются в сознании студента, отображаются в конкретной окружающей среде [8–10].
Формирование пространственно-проектного мышления будущего архитектора посредством графики и начертательной геометрии предполагает наличие взаимосвязанных и взаимозависимых уровней и предварительной подготовки. Задача пропедевтической подготовки заключается в развитии умений воспроизведения объекта на плоскости в ортогональных и аксонометрических проекциях, используя инструментарий и приемы работы с ним. Основным методом обучения является практическое занятие с элементами моделирования, что определяет графический аспект уровней формирования пространственно-проектного мышления. Таким образом, предварительная подготовка представляет собой начальный уровень, который характеризуется отсутствием самостоятельности при выполнении задания, следованием инструкциям преподавателя и соблюдением четких алгоритмов. Успешность подобной предварительной подготовки оценивается на конкурсных испытаниях по практическому критерию: умение изображать предмет в трех видах и выполнять графические построения с демонстрацией владения чертежными инструментами и понятийным аппаратом. 90 % обучающихся (около 250 человек) на подготовительных курсах справляются с поставленными задачами и составляют основную часть контингента студентов архитектурных направлений. Тем не менее предварительная подготовка на подготовительных курсах не является обязательной, поскольку приблизительно 25 % студентов готовятся самостоятельно, имеют природную одаренность, развиваются в школах искусств и т.п., но недооценка пропедевтического уровня приводит к снижению качества обучения. Особенность развития пространственно-проектного мышления будущего архитектора на основе начертательной геометрии позволила выявить уровни его сформированности, которые представляют собой блоки: репродуктивные (понятийный и операционный), формирующий, продуктивный (конструктивно-преобразующий и проектный). Каждый из них требует своего подхода, содержания и оценки [5, 9, 10].
Репродуктивный уровень демонстрирует формирование исполнительских качеств начальной профессиональной деятельности. В контексте архитектурной подготовки репродуктивными являются понятийный и операционный уровни пространственно-проектного мышления [5].
На понятийном уровне формируется база пространственно-проектного мышления через освоение морфологической и операционной составляющей отображения пространства и его элементов, его мысленно созданного образа, а также понятийного аппарата, необходимого для манипулирования элементами в пространственной структуре, возможностей преобразования и геометрического моделирования посредством действий и операций [9, 10]. При этом под операциями подразумевается графическая технология изображения, инструментарий, построения на плоскости, в том числе и с помощью компьютерных технологий. Совокупность операций позволяет выполнить действие по переходу от мысленного образа к его графическому изображению и дальнейшему преобразованию, что и определяет взаимосвязь понятийного и операционного уровней. На операционном уровне студентами производится конкретизация элементов, действия с которыми позволяют моделировать, преобразовывать, изменять их положение в пространстве. Через освоение манипулирования пространственной структурой на базе коллинеарного соответствия, гомологии, студенты осваивают теоретические знания, необходимые для архитектурного формообразования, конструирования. Оценка формирования репродуктивных уровней производится на основе выполнения текущей работы, а в процессе оценивания учитывается степень освоения основных понятий и теоретических положений дисциплины по когнитивному критерию [10, 11]. Студенту необходимо графически выполнить 30 задач, решение которых проверяется индивидуально и позволяет перейти на следующий уровень пространственно-проектного мышления.
Следующий формирующий уровень определяет действия по переходу от мысленно созданного образа к конкретному объекту через освоение геометрических закономерностей создания и изображения поверхностей [5, 10].
Студенты отображают результат в виде проекционного чертежа в соответствии с индивидуальным вариантом. Абстрактный геометрический образ, заданный геометрическими определителями, с помощью манипулирования необходимо преобразовать в конкретную архитектурно-образную форму, описать ее и найти примеры применения в архитектуре и дизайне. Например: даны определители гипара ∑ (m;l; π2), где m и l – прямолинейные направляющие, π2 – плоскость параллелизма.
Задание: по заданным геометрическим условиям (определителям) необходимо создать и отобразить поверхность, определить классификационные характеристики, выявить возможное применение в архитектуре и дизайне. Задание выполняется по индивидуальным вариантам, является обязательным для всех студентов и выполняется в виде графореферата. Для проведения оценки результата формообразования были привлечены 143 студента, прошедших предварительную подготовку и преодолевших конкурсные испытания, архитектурно-дизайнерских направлений. Оценка производилась по следующим критериям:
– Умение воспроизвести условия формообразования. Геометрические условия задаются с помощью условных знаков, принятых в начертательной геометрии: конкретная или бесконечно удаленная точка, прямая или кривая линия, ось вращения, направление перемещения. Необходимо правильно прочитать геометрические условия, классифицировать поверхность и принять решения по ее проекционному изображению.
– Способность воспроизведения формы (поверхности) или визуализация, то есть согласно условиям построения проекционного изображения полученной поверхности.
Анализ показал, что эта часть задания являлась сложной для 25 % студентов. За абстрактными элементами студентам данной группы оказалось сложно увидеть геометрическую поверхность и ее каркас. Соответственно, в изображении были допущены ошибки или было неполное отображение. Тем не менее 75 % студентов продемонстрировали исполнительские качества начальной профессиональной деятельности.
– Репродуктивно-деятельностный критерий оценивает понимание студентами возможности моделирования полученной поверхности. Студенты, которые справились с воспроизведением формы, легко выполнили задания, связанные с алгоритмом построения точек, линии на поверхности, сечений и вырезов.
– Моделирование, изменение поверхности, перемещение, вращение, определение аналогов из реального проектирования. Данный критерий позволяет выявить уровень интереса к выбранной профессиональной деятельности, ее особенностям.
Продуктивные уровни пространственно-проектного мышления (конструктивно-преобразующий и проектный) непосредственно связаны с проектной деятельностью архитектора через решение комбинированных задач, алгоритмов, экспериментирования [5, 10].
Конструктивно-преобразующий уровень. Освоение данного уровня опирается на применение модифицированного проектно-аналогового метода для придания профессионально-практического контекста процессу обучения. Студент осваивает аналоговое проектирование, а именно: геометрические образы воспроизводятся им как своеобразные модели целостного объекта, созданного в воображении, и затем отображаются на плоскости. Итоговая работа по теме «Перспектива архитектурного объекта» показала, что отображение мысленно созданного образа является сложной задачей, с которой успешно справляются 86 % студентов при условии консультирования с преподавателем и последовательным выполнением работы. Оценка максимально ориентирована на практическую деятельность:
– Используя имеющийся иллюстративный материал в виде рисунков, фото, чертежей и т.п., студенту необходимо выявить применяемые геометрические образы формы в изображенном или воображаемом архитектурном объекте.
– Продуктивность работы проявляется через самостоятельность выбора способа наглядного изображения, его достоверность, ракурс восприятия и дальнейшее моделирование объекта, исследование его свойств и расположения.
Проектный уровень является обобщающим и непосредственно связан со стержневой дисциплиной «Архитектурное проектирование» и операциями с архитектурными образами. Особенности пространственно-проектного мышления на данном уровне заключаются в умении видеть предполагаемый результат и процедуры для его достижения, восприятии действительности в рамках проектирования, проявление креативности, создание концепций, методологию профессиональной деятельности [9,12]. Оценка освоения данного уровня производится исходя из оценки креативности, а именно использование поисковых процедур, оригинальность мышления и подачи, генерирование идей и подходов. Оценивание производится по результатам комплексного учебного проекта по архитектурному проектированию, исходя из совокупности всех критериев. Результаты анализа выполненной работы: 80 % студентов демонстрируют понимания проектной деятельности, применение геометро-графических знаний и умений, желание самосовершенствования в будущей профессии. Остальные студенты имели сложности с выполнением работы на высокий оценочный балл, что связано, как показало обсуждение, с неясностью своей роли в профессии и недостатком художественного восприятия.
Результаты исследования и их обсуждение
Полученные результаты показали, что репродуктивные критерии (восприятие условий формообразования и воспроизведение формы) у большинства студентов зависят от освоения ими теоретических знаний и приобретенных навыков выполнения изображений. В то же время некоторые студенты обладают способностью восприятия и прямого усмотрения результата на основе интуиции, что особенно проявляется при формировании проектных навыков посредством учебного архитектурного проектирования. Такая группа студентов составляет около 25 % обучающихся и демонстрирует успешность на всех этапах обучения профессии. Тем не менее для большинства студентов очень важно приобретение исполнительских качеств архитектора, которые связаны с выполнением технической документации, применением нормативной базы при этом. Репродуктивные характеристики в данном контексте играют важнейшую роль и также связаны с архитектурным творчеством. Высокую оценку по репродуктивным критериям получили 90 % студентов, что связано со структурой содержания геометро-графической подготовки с точки зрения формообразования и наличия последовательной предварительной подготовки, преемственности обучения и междисциплинарной связи, в первую очередь профильных дисциплин (рисунок, начертательная геометрия, объемно-пространственная композиция, архитектурное проектирование). Что касается продуктивного критерия, то именно он определяет творческий аспект развития пространственно-проектного мышления. 18 % студентов показали неуверенность в правильности решения при воспроизведении мысленно созданного образа, что потребовало дополнительной консультации преподавателя как руководителя мастерской, что и соответствует модифицированному проектно-аналоговому методу.
Заключение
Выявлены уровни (репродуктивный, продуктивный, формирующий) развития пространственно-проектного мышления будущего архитектора и критерии их оценивания. Каждый из них представляет собой единую необходимую структуру формирования пространственно-проектного мышления взаимосвязанных элементов, освоение которых необходимо для подготовки к архитектурной практике. В основе критериальных оценок лежат: способность студентов к восприятию условий формообразования и воспроизведению объекта, а также умение моделировать геометрические формы и самостоятельность пространственного мышления.
Успешность формирования пространственно-проектного мышления будущего архитектора связана с мотивацией к самоопределению в выбранной профессии. Творческая составляющая архитектурного проектирования зависит от владения как понятийным аппаратом построения изображений мысленно созданного объекта, так и практическими навыками визуализации, что и составляет основу практической деятельности архитектора