Общетехническая подготовка курсантов является одним из важнейших направлений подготовки, ориентированным на формирование и развитие не только общепрофессиональных компетенций курсантов, но и на развитие их профессиональных компетенций, связанных с восприятием и пониманием современной технической информации. Комплекс общетехнических дисциплин включен в учебный план подготовки специалистов в сфере как техносферной, так и пожарной безопасности. Дистанционное обучение общетехническим дисциплинам предполагает обеспечение эффективной, педагогически управляемой и самостоятельной работы курсантов, что, в свою очередь, требует разработки форм организации и методик реализации учебного процесса, ориентированного на педагогически управляемую самостоятельную работу обучаемых.
Цель исследования: рассмотреть особенности организации, методику и методическое обеспечение эффективной реализации дистанционного обучения курсантов МЧС графическим умениям в рамках учебной дисциплины «Начертательная геометрия. Инженерная графика».
Материалы и методы исследования
Теоретической основой исследования стали работы российских исследователей в области дистанционного обучения начертательной геометрии и инженерной графике, а также в области алгоритмизации обучения. Методы исследования: анализ литературных источников, формирующий педагогический эксперимент, методы статистической обработки результатов эксперимента.
Результаты исследования и их обсуждение
Система общетехнической подготовки обладает целостностью (представляет собой взаимосвязанную совокупность учебных дисциплин общетехнического профиля, которые формируют у курсантов и студентов профессиональные компетенции) и иерархичностью (дисциплины находятся в структурной и содержательной взаимосвязи), а также появляется совершенно новое, эмерджентное свойство такой системы – создание образовательного пространства, в котором протекает педагогический процесс общетехнической подготовки курсантов. Одной из базовых дисциплин, входящих в курс общетехнической подготовки курсантов, является учебная дисциплина «Начертательная геометрия. Инженерная графика», изучение которой позволяет сформировать у курсантов пространственное представление, воображение, а также конструктивно-технологическое мышление в ходе решения графических задач и построения чертежей технических объектов: рабочих чертежей деталей, сборочных чертежей и т.д. [1–3]. В рамках программы учебной дисциплины «Начертательная геометрия. Инженерная графика» предусматривается большое количество практических занятий, ориентированных на самостоятельную, но педагогически управляемую работу курсантов, которую нужно реализовать в рамках дистанционного обучения [4, 5]. Вместе с тем при реализации дистанционного обучения, даже с использованием технологий видеосвязи, педагогическое управление самостоятельной работой курсантов на занятии затруднено в первую очередь невозможностью прямого педагогического взаимодействия с курсантами, реализуемого в ходе очных занятий [6–9]. Следовательно, необходимо обеспечить эффективное управление самостоятельной работой курсантов на дистанционных практических занятиях, обеспечивающее пошаговое выполнение практической работы и формирование у курсантов ориентировочной основы действий. Одним из направлений эффективной реализации управления самостоятельной работой курсантов в ходе дистанционного обучения является формирование у них ориентировочной основы действий с помощью специально создаваемых учебно-методических документов – карт пошагового выполнения операций (КПВО), а также методики их применения на дистанционных занятиях [10, 11]. Карта пошагового выполнения операций представляет собой учебно-методическую разработку, включающую три основных блока: целевой, информационно-деятельностный и контрольный.
Целевой блок направлен на ориентацию курсантов в тематике и содержании учебного занятия, в его целях, необходимых инструментах, материалах и способах предъявления готовых работ преподавателю. В целевом блоке приводятся: тема, диагностично сформулированная цель и задачи учебного занятия, литература для подготовки к нему и т.д.
Информационно-деятельностный блок представляет алгоритмическое описание действий курсантов по выполнению типового учебного задания. Блок сформирован по требованиям, изложенным в европейской концепции Модули трудовых навыков (МТН-концепции), и состоит из текстовых абзацев, каждому из которых приведен в соответствие опорный рисунок, иллюстрирующий процесс выполнения типового учебного задания [2, 11].
Контрольный блок ориентирован на текущий контроль уровня сформированности знаний и умений курсантов, отрабатываемых в ходе изучения информационной части второго блока. Контрольный блок представляет собой педагогический тест, состоящий из 10 тестовых заданий по учебному материалу предыдущего блока с формами ответов, а также образец выполнения графической работы.
Для организации дистанционного обучения по учебной дисциплине «Начертательная геометрия и инженерная графика» были разработаны такие КПВО, как «Пересечение прямых в пространстве», «Взаимное расположение прямой и плоскости», «Методы преобразования проекций», «Усеченная пирамида», «Пересечение геометрических тел: метод секущих плоскостей», «Пересечение геометрических тел: метод секущих сфер», «Виды и разрезы деталей», «Сечения деталей», «Резьба и резьбовые соединения», «Сборочные чертежи и деталирование». Фрагмент КПВО «Усеченная пирамида» (2 листа) приведен на рисунке.
Фрагмент КПВО «Усеченная пирамида» (2 листа)
Применение КПВО в условиях дистанционного обучения требует реорганизации учебных занятий таким образом, чтобы учебное занятие, проводимое с использованием видеоконференции, условно можно было бы разделить на две части: теоретическую и практическую. Методика организации и проведения дистанционных учебных занятий с применением КПВО включает в себя следующие три основных этапа:
1. Предварительный этап. В конце занятия, предшествующего практическому занятию, курсанты получали информацию координирующего блока и информацию по содержанию обязательной самоподготовки к занятию. Для этого в расписании занятий обязательно выделяются часы самостоятельной работы по дисциплине.
2. Теоретический этап. Краткое изложение необходимой учебной информации и подробная проработка карты пошагового выполнения операций. При этом курсанты руководствовались следующей методикой работы с КПВО, рекомендуемой МТН-концепцией [11]:
– изучение текстовых абзацев левой части КПВО, анализ иллюстраций, сопровождающих каждый абзац текстовой части, установление соответствия описания этапа выполнения работы изображению на рисунке;
– восстановление алгоритма и смысла выполнения типовой графической работы только по иллюстрациям правой части КПВО, для чего следует закрыть все текстовые абзацы карты.
3. Практический этап занятия. Опираясь на алгоритм выполнения типового задания и закрыв иллюстративную часть, представленную в текстовой части КПВО, курсанты выполняют индивидуальную графическую работу по вариантам заданий, которые содержательно, но не графически соответствуют типовому заданию. После завершения выполнения работы курсанты проводят самопроверку, сравнивая полученный результат с образцом, приведенным в конце КПВО, выявляют и исправляют возможные ошибки.
Для реализации разработанной методики дистанционные учебные занятия по дисциплине «Начертательная геометрия и инженерная графика» были скомпонованы в расписании по четыре часа и проводились с использованием системы видеосвязи ZOOM.
Экспериментальная апробация разработанной методики проводилась в ходе выполнения курсантами, обучающимися в Уральском институте ГПС МЧС России по направлениям подготовки 20.05.01 Пожарная безопасность и 20.03.01 Техносферная безопасность, практических занятий по дисциплине «Начертательная геометрия. Инженерная графика». В экспериментальной работе приняли участие 96 курсантов из двух групп пожарной и четырех групп техносферной безопасности. Оценка результатов эксперимента выполнялась по утвержденной рейтинговой 100-балльной системе, переводимой в традиционную пятибалльную систему следующим образом:
– набранный балл от 0 до 50 – оценка неудовлетворительно;
– набранный балл от 51 до 70 – оценка удовлетворительно;
– набранный балл от 71 до 85 – оценка хорошо;
– набранный балл от 86 до 100 – оценка отлично.
Экспериментальная апробация включала в себя три основных этапа: констатирующий, формирующий и оценочный, которые проводились в течение учебного года.
На констатирующем этапе определялся начальный уровень сформированности графических умений и навыков курсантов всех групп с помощью комплексов контрольных заданий и формировались группы курсантов, отличающиеся примерно одинаковым начальным уровнем графической подготовки.
На формирующем этапе проводились дистанционные учебные занятия с курсантами, в соответствии с разработанной методикой и с применением карт пошагового выполнения операций. В ходе проведения дистанционных занятий использовались технологии видеосвязи с применением системы ZOOM. Учебные занятия проводились в течение четырех академических часов. Первые два часа занятия были посвящены краткому изложению теоретической информации по теме занятия, после чего преподаватель совместно с курсантами подробно прорабатывал карту пошагового выполнения операций, затем курсанты выполняли тест, приводимый в контролирующей части карты пошагового выполнения операций. Результаты теста оперативно анализировались преподавателем, после чего основные положения карты еще раз уточнялись в ходе беседы с курсантами.
Вторые два часа занятия были посвящены самостоятельной работе курсантов по выполнению практического задания. Опираясь на карту пошагового выполнения операций, в которой было представлено решение типовой задачи, курсанты выполняли графическую работу, решая аналогичную задачу, но с другими исходными данными. Преподаватель при этом выполнял консультативную функцию, отвечая на вопросы курсантов в ходе дистанционного взаимодействия в системе видеосвязи ZOOM. Окончательно выполненные работы курсанты должны были представить на проверку непосредственно после занятия или на следующий день. Работы на проверку представлялись в виде фотографий, отправляемых на специально созданный электронный адрес дисциплины, доступ к которому имели все преподаватели, участвующие в экспериментальной работе.
На оценочном этапе выводится средний рейтинговый балл курсантов и проводится экзамен по учебной дисциплине «Начертательная геометрия. Инженерная графика». Экзамен проводится посредством собеседования с курсантами по теоретическим вопросам дисциплины и выполнения курсантами контрольного задания с использованием видеоконференции в системе ZOOM. На экзамене также использовалась 100-балльная рейтинговая шкала. Результаты экспериментальной работы приведены в таблице, в которой указан процент курсантов, набравших те или иные баллы на констатирующем этапе эксперимента, по результатам формирующего и контрольного этапов эксперимента.
Результаты экспериментальной апробации
|
Этапы экспериментальной апробации |
Процент курсантов, показавших различные уровни сформированности графических умений в ходе экспериментальной апробации |
|||
|
0–50 баллов |
51–70 баллов |
71–85 баллов |
86–100 баллов |
|
|
Констатирующий этап (выполнение теста и заданий) |
74,0 |
22,9 |
3,1 |
0 |
|
Формирующий этап (средний рейтинг комплекса работ курсантов) |
0 |
19,8 |
46,9 |
33,3 |
|
Оценочный этап (экзаменационный рейтинг) |
0 |
25 |
44,8 |
30,2 |
Анализ результатов экспериментальной работы позволяет утверждать, что на формирующем этапе эксперимента около 80 % курсантов, а на оценочном этапе 75 % курсантов обнаружили высокий уровень сформированности умений выполнять графические работы, решать графические задачи, анализировать и выполнять чертежи деталей машин и сборочные чертежи, тогда как результаты констатирующего этапа эксперимента показали, что 74 % курсантов не имели сформированных графических умений и навыков. Результаты экспериментальной апробации позволяют говорить об эффективности предлагаемой методики применения карт пошагового выполнения операций для организации и осуществления дистанционной графической подготовки курсантов – будущих специалистов сфере техносферной и пожарной безопасности.
Достоверность результатов экспериментальной апробации оценивалась с помощью одностороннего критерия знаков, который основывается на подсчете числа однонаправленных результатов по парному их сравнению (на этапах констатирующего и оценочного этапов экспериментов) [11]. Достоверность результатов экспериментальной апробации составляет 95 %, соответственно, можно утверждать, что применение разработанной авторами методики дистанционного обучения с применением КПВО позволяет эффективно формировать у курсантов графические умения, связанные со способностью выполнять графические работы, решать графические задачи, анализировать и выполнять чертежи деталей машин и сборочные чертежи.
Заключение
Таким образом, можно говорить о том, что успешное дистанционное формирование графических умений, а также умений анализировать и читать чертежи у будущих специалистов в сфере техносферной и пожарной безопасности возможно при выполнении следующих условий: включение учебной дисциплины «Начертательная геометрия. Инженерная графика» в комплекс общетехнических дисциплин, реализуемых в системной совокупности в специфическом образовательном пространстве, включающем организованную программную и материально-техническую среду (с использованием интернет-видеосвязи); наличие разработанного специфического учебно-методического обеспечения, в котором отражено логически завершенное алгоритмизированное содержание обучения (карты пошагового выполнения операций); разработка специфической системы методов и приемов обучения (отраженной в методике дистанционного проведения учебных занятий с применением карт пошагового выполнения операций); наличие подготовленных к реализации разработанной методики дистанционного обучения педагогических кадров.