Современный этап развития общества в целом и производства в частности выдвинул в качестве одного из важнейших требование к такой характеристике специалиста в любой сфере, как способность и готовность к проектированию как компоненту профессиональной деятельности. Особое значение приобретает эта характеристика по отношению к работникам сферы строительства, например автодорожного строительства. В связи с вышесказанным перед техническими вузами была поставлена задача формирования у бакалавров дорожного строительства проектировочной компетентности как приоритетной в структуре профессиональной подготовки. Вместе с тем в связи с внедрением стандартов нового поколения в содержании подготовки бакалавров по направлению 08.03.01 «Строительство» было сокращено количество аудиторных часов, отводимых на практические занятия, несмотря на то, что практическая подготовка – один из основных факторов формирования проектировочной компетентности у бакалавров дорожного строительства [1]. Путями устранения данного противоречия являются изменение используемых в учебном процессе форм, методик и технологий обучения, переход на проектную модель обучения.
Цель исследования: выявить влияние проектного обучения, введенного в образовательный процесс технического вуза, на формирование проектировочной компетентности обучающихся по направлению автодорожного строительства.
Материалы и методы исследования
Был проведен теоретический анализ педагогической литературы, научных исследований и периодических изданий об особенностях использования проектного обучения в вузе, изучены Федеральный государственный образовательный стандарт высшего образования по направлению подготовки 08.03.01 «Строительство», профессиональный стандарт «Специалист в области инженерно-технического проектирования для градостроительной деятельности», проведен анализ учебных планов направления подготовки 08.03.01 «Строительство» технических вузов, функционирующих в Чувашской Республике: Волжского филиала ФГБОУ ВО «Московский автомобильно-дорожный государственный технический университет (МАДИ)» – направление подготовки 08.03.01 Строительство (профиль «Автомобильные дороги»), бакалавриат; Чебоксарского института (филиала) ФГБОУ ВО «Московский политехнический университет» – направление подготовки 08.03.01 Строительство (профиль «Промышленное и гражданское строительство»), бакалавриат; ФГБОУ ВО «Чувашский государственный университет имени И.Н. Ульянова» – направление подготовки 08.03.01 Строительство (профиль «Промышленное и гражданское строительство»), бакалавриат.
Результаты исследования и их обсуждение
Проектное обучение как дидактическая модель было создано на платформе базовых идей прагматизма еще в начале прошлого века. Проектное обучение предполагает разработку обучающимися проектов решения практико-ориентированных задач путем привлечения самостоятельно приобретенных знаний. Оно направлено на актуализацию индивидуальных качеств обучающегося как личности, стимулирование развитие когнитивных и креативных способностей и умений обучающегося [2], становление его как успешного, компетентного и конкурентоспособного бакалавра.
Особенности использования проектного метода обучения исследовались в научных работах Н.В. Гавриловой [3], Ю.Н. Зиятдинова [4], Л.А. Боков [5], М.С. Нурмаганбетова [6], Р.А Яфизова [7] и др.
Цель проектной технологии обучения, по мнению Н.В. Гавриловой, состоит в моделировании и организации совместной социально-учебной деятельности обучающихся, направленной на решение профессионально ориентированных задач [3].
В трудах М.С. Нурмаганбетовой сделан акцент на деятельностном компоненте проектного обучения, который, по ее мнению, является основным. Эффективность этого компонента проявляется в том, что при наличии соответствующих условий у обучающихся формируется устойчивая мотивация к самостоятельному добыванию знаний из разнообразных источников, их применению в процессе решения теоретических и практико-ориентированных задач. Благодаря организации совместной деятельности обучающиеся приобретают коммуникативные навыки и овладевают исследовательскими умениями: выявлять проблемы, искать информацию, осуществлять наблюдения, проводить эксперимент, обрабатывать его результаты [6].
И.Р. Рыбина акцентирует внимание на развитии при проектном обучении личностных качеств, таких как критическое и творческое мышление, коммуникативная культура, готовность к реализации социальных ролей в совместной деятельности, способность к аргументированию и отстаиванию своей точки зрения [8].
М.А. Смирнова в процессе исследования раскрыла педагогический потенциал проектного обучения, который заключается в создании посредством реализации в образовательном процессе данной технологии условий для развития познавательных навыков, умений творческой деятельности и самостоятельного конструирования знаний, развития критического мышления [9].
По мнению М.В. Петровой, реализация системы проектного обучения способствует приобретению обучающимися опыта поиска знаний и их усвоения в соответствии с индивидуальным темпом познавательной деятельности, участия в разработке и реализации коллективных проектов [10].
Анализ вышеперечисленных точек зрения исследователей позволяет заключить, что каждый из них выделяет отдельные компоненты проектного обучения, рассматривает его как дидактическую технологию, направленную на самостоятельное приобретение обучающимися новых знаний посредством организации ориентированного учебного поиска, формирование у них умений и навыков профессиональной деятельности путем практико-ориентированного обучения.
Вместе с тем нам ближе формулировка, принятая в Нижнетагильском технологическом институте (филиале) УрФУ, согласно которой проектное обучение – это взаимодействие педагогов вуза, внутренних и внешних консультантов и обучающихся, направленное на создание уникального продукта, услуги или на формирование научно-технического задела, способствующего достижению запланированных и дополнительных образовательных результатов [11].
Целями применения проектного обучения являются активизация процесса поиска, получения и закрепления новой информации с использованием дополнительных источников, закрепление практических навыков работы с ГОСТами, СНиПами и другими нормативными документами, информационными технологиями; развитие проектно-исследовательских умений и способностей, проявление креативности и опережающей клиентоориентированности при создании макетов проекта с помощью компьютерных технологий; развитие системного, логического и творческого мышления.
Результатом применения проектного подхода обучения должна быть подготовка бакалавра, способного эффективно использовать в проектировочной деятельности имеющиеся у него теоретические и практические знания, умения и способности в соответствии с ФГОС ВО 08.03.01 «Строительство» [12] и профессиональным стандартом «Специалист в области инженерно-технического проектирования для градостроительной деятельности» [13].
Проектное обучение является педагогической технологией, которая предполагает совокупность научно-исследовательских, информационных, практико-ориентированных, поисковых, творческих задач за счет моделирования учебного процесса и использования современных образовательных технологий.
Формы занятий, применяемые в технологии проектного обучения, разнообразны: лабораторные работы, практические занятия, курсовое проектирование, практики и др. Проектное обучение не ограничивается одними аудиторными занятиями и предполагает большой объем внеаудиторной совместной работы обучающихся. В этом случае целями формирования проектировочной компетентности у будущих бакалавров будут являться осознание процесса решения задач проектирования, сознательное овладение данной деятельностью, освоение технологий проектирования с помощью компьютерных технологий как средства реализации конкретных способов и методов решения задачи.
В зависимости от цели организуемой работы и уровней подготовки студентов можно выбрать тот или иной тип проекта. Так, Е.С. Милинчук классифицирует учебные проекты следующим образом:
– практико-ориентированный проект (бакалавры разрабатывают новые проекты, которые апробируют на практике);
– исследовательский проект (это исследование какой-либо проблемы);
– информационный проект (такой проект предполагает презентацию результатов широкой аудитории);
– творческий проект (здесь главную роль играет авторский творческий подход в решении проблемы);
– ролевой проект (популярными являются деловые игры) [14].
С нашей точки зрения, использование творческих, практико-ориентированных, исследовательских учебных проектов в образовательном обучении способствует наиболее эффективному формированию проектировочной компетентности у бакалавров автодорожного строительства.
Рассмотрим преимущество применения проектного обучения у обучающихся в Волжском филиале ФГБОУ ВО «Московский автомобильно-дорожный государственный технический университет (МАДИ)». Для эксперимента были отобраны 86 обучающихся, из них 44 человека в контрольной группе и 42 человека в экспериментальной группе.
Для эффективной организации проектного обучения студентов были проанализированы учебный план направления подготовки 08.30.01 «Строительство», рабочие программы и методическое обеспечение учебных дисциплин. Анализ показал, что существующие курсовые работы и проекты по учебным дисциплинам имеют слабую междисциплинарную связь. Тематика курсовых работ и проектов разрабатывается индивидуально для каждой дисциплины без учета ранее выполненных курсовых работ и проектов, что приводит к отсутствию систематизации в формировании проектировочных компетенций у обучающихся. Поэтому применение технологии проектного обучения может скоординировать глубокое взаимодействие между учебными дисциплинами, а выполнение курсовых проектов совершенствует проектировочные знания, умения и способности обучающихся.
Проектное обучение обучающихся в области автодорожного строительства мы разбили на 3 рабочих этапа.
1. Подготовительный этап (1-й курс). На подготовительном этапе был проведен опрос обучающихся 1-го курса с целью выявления степени знаний и умений в проектной деятельности, ранее полученных в общеобразовательных учебных заведениях. В ходе опроса было выявлено, что 76 % обучающихся ранее не изучали дисциплины, связанные с проектной деятельностью. Поэтому на данном этапе было решено дополнительно ввести в курс дисциплины «Начертательная геометрия и инженерная графика» основ оформления единой системы конструкторской документации для формирования у обучающихся дорожного строительства базовых навыков и умений при разработке проектов. Кроме того, в процессе анализа учебного плана направления подготовки 08.03.01 «Строительство» Волжского филиала ФГБОУ ВО «Московский автомобильно-дорожный государственный технический университет (МАДИ)» было выявлено, что дисциплины «Автоматизированное проектирование дорог» и «Проектирование в среде САПР «КОМПАС»» обучающиеся изучают на 4-м курсе. При этом навыки и компетенции, получаемые в ходе изучения данных предметов, необходимы при подготовке курсовых работ и проектов по другим дисциплинам. Поэтому было предложено ввести в курс обучения «Начертательная геометрия и инженерная графика» основы проектирования на персональном компьютере c использованием систем автоматизированного проектирования, таких как специализированное инженерное программное обеспечение AutoCAD, KОМПАС и др.
Выполнение работы по дисциплине «Начертательная геометрия и инженерная графика» позволяет закладывать у обучающихся первоначальные знания, навыки и умения применения методов инженерного конструирования и проектирования объектов в соответствии с требованиями стандартов единой системы конструкторской документации, умения чтения технических чертежей проектируемых и существующих строительных конструкций, развивать абстрактное и пространственное воображение. Использование комплекса заданий с 2D- и 3D-технологией позволяет ускорить процесс выполнения работ, работать с существующей технической библиотекой в программе, создавать трехмерные модели в реальном времени.
При изучении дисциплины «Инженерно-геодезические работы в строительстве» обучающиеся 1-го курса выполняют курсовую работу на тему «Построение профиля автомобильной трассы по результатам нивелирования с проектированием на нем оси линейного сооружения». Дисциплина «Инженерно-геодезические работы в строительстве автомобильных дорог» является одним из основных предметов, формирующих проектировочную компетентность. Теоретические знания и опыт, полученные при ее изучении, понадобятся студентам при изучении последующих специальных дисциплин и в профессиональной деятельности.
Процесс выполнения курсовой работы по дисциплине «Инженерно-геодезические работы в строительстве» делится на несколько этапов:
1) ознакомление с заданием. Каждый обучающийся выполняет курсовую работу по индивидуальному заданию. Задание на выполнение курсовой работы студенты получают в процессе выполнения практических работ по результатам нивелирования определенного участка;
2) выявление целей и задач. Целями курсовой работы являются ознакомление обучающихся с видами нивелирования и нивелирных работ, изучение очередности обработки полевых материалов и оформления камеральных документов, выполнение графической части при трассировании автомобильных дорог.
Задачи курсовой работы:
– обработка пикетажного журнала;
– составление ведомости углов поворота, прямых и кривых;
– построение плана трассы;
– выполнение детальной разбивки круговой кривой второго угла поворота;
– обработка журнала нивелирования трассы;
– построение продольного и поперечного профилей дороги;
3) анализ публикаций, патентов, существующих технических решений, геодезических измерений, изучение технической документации и формирование гипотезы;
4) составление плана работы совместно с преподавателем в соответствии с учебным планом и рабочей программой дисциплины «Инженерно-геодезические работы в строительстве»;
5) самостоятельное выполнение курсовой работы. Обучающимся во время выполнения курсовой работы выдавались промежуточные задания. Экспериментальной группе предлагалось оформить курсовую работу с использованием систем автоматизированного проектирования, а контрольная группа выполняла задания с использованием миллиметровой бумаги;
6) защита курсовой работы. Обучающиеся сдают пояснительную записку и чертежи курсовой работы на кафедру. Оцениваются работы студентов на итоговой защите перед аудиторией в присутствии комиссии, в которую входят руководитель курсовой работы, преподаватели кафедры и заведующий кафедрой. При защите курсовые работы оцениваются по следующим критериям: соответствие выданному заданию, полнота раскрытия темы, соответствие графической части работы требованиям ЕСКД и СНиП, тщательность подготовки к выступлению и умение преподнести материал аудитории.
Таким способом у обучающихся дорожного строительства формируются знания и умения поэтапно выполнять проект, а также работать с необходимыми приборами и инструментами, применять методы производства дорожных работ в объеме, необходимом для изысканий, создавать геометрическую основу строительства дорожных сооружений на каждой стадии строительного процесса.
2. Базовый этап (2-й и 3-й курсы). На данном этапе обучающимся предлагалось самостоятельно выполнить творческие проекты по дисциплине «Строительство автомобильных дорог» с применением профессиональных знаний в проектировочной деятельности:
1) проектирование автомобильной дороги (магистрали) в сложных местностях Российской Федерации: зонах вечной мерзлоты, в заболоченных районах, овражистой или горной местности;
2) проектирование технической дороги, предназначенной для технологического процесса предприятия;
3) проектирование городской магистрали, улицы, набережной и т.п.;
4) проект автомобильной дороги с использованием новейших материалов и технологий строительства дорог.
В качестве примера можно привести разработку проекта «Возведение земляного полотна автомобильной дороги». При разработке проектного решения особое внимание уделялось обеспечению организованности строительного процесса, безопасности, удобству и комфортабельности движения автотранспортных средств с расчетными скоростями; созданию однородных условий движения; соблюдению принципа зрительного ориентирования водителей.
На втором этапе происходят углубление теоретических знаний и развитие базовых практических навыков обучающихся, их инициативности, самостоятельности и творчества. Данный этап соответствует формированию инициативного уровня профессиональной компетентности, показателем которого является использование усвоенных знаний, умений, приобретенного опыта для решения различного рода профессиональных задач.
Реализация технологии проектного обучения требует особой подготовки и проработки преподавателем, так как при этом формируются и осваиваются все необходимые навыки, обеспечивающие целевую эффективность использования проектных умений, благодаря чему осуществляется выход студентов на следующий уровень сформированности данного умения.
3. Исследовательский этап (4-й курс). На данном этапе для обучающихся дорожного строительства создается профессиональная среда, где реализуются практико-ориентированные и исследовательские проекты. Обучение проводится как в стенах учебного заведения, так и в исследовательских лабораториях предприятий дорожного строительства. Тематика проектов обусловлена исходя из текущих потребностей предприятий Чувашской Республики, то есть формируется реальный практический опыт. При этом задания включают не только строительство новых автомобильных дорог, но и реконструкцию существующих. При выборе вариантов проектных решений предпочтение отдается таким инженерным решениям, которые предусматривают наилучшее сочетание элементов дороги с ландшафтом и оказывают наименьшее отрицательное воздействие на окружающую среду. Обязательным элементом проектов являются мероприятия по охране окружающей среды, рациональному использованию и воспроизводству природных ресурсов.
При оценке проекта применяются следующие критерии:
– проект должен быть направлен на создание уникального продукта или услуги;
– в работе над проектом участвуют преподаватель, внешние и внутренние консультанты, обучаемые;
– у проекта есть заказчик в лице предприятия, а также проводится внешняя экспертиза;
– по завершении проекта оцениваются запланированные и дополнительные результаты обучения.
Результатом этого этапа было получение конкретного продукта как итога проектной деятельности. На третьем этапе совершенствуются приобретенные навыки и умения, происходят создание образовательно-мотивационной среды с целью побуждения студента к самосовершенствованию при проектной деятельности и формирование деятельности, в основе которой лежит умение решать профессионально ориентированные задачи с использованием инновационных технологий.
В результате на выходе уровень сформированности проектировочной компетентности будущих бакалавров соответствует потребностям работодателей, отражает наличие развитых профессионально-творческих способностей, умений разрабатывать и реализовывать проекты.
Заключение
Таким образом, теоретическое и практическое исследование показало, что технология проектного обучения имеет значительный потенциал для формирования проектировочной компетентности у обучающихся по направлению подготовки 08.03.01 «Строительство» дорожного вуза. Построение образовательного процесса на основе данной дидактической технологии активизирует формирование всех компонентов проектировочной компетентности: способствует прочному усвоению знаний в области теоретических основ проектирования в автодорожном строительстве, мотивирует на овладение проектировочными умениями, позволяет приобрести опыт проектирования.