Темы диссертаций по педагогике » Теория и методика профессионального образования

автореферат и диссертация по педагогике 13.00.08 для написания научной статьи или работы на тему: Система информационно-технологического обеспечения графической подготовки студентов технического вуза

Автореферат по педагогике на тему «Система информационно-технологического обеспечения графической подготовки студентов технического вуза», специальность ВАК РФ 13.00.08 - Теория и методика профессионального образования
Автореферат
Автор научной работы
 Чемоданова, Татьяна Викторовна
Ученая степень
 доктора педагогических наук
Место защиты
 Екатеринбург
Год защиты
 2004
Специальность ВАК РФ
 13.00.08
Диссертация по педагогике на тему «Система информационно-технологического обеспечения графической подготовки студентов технического вуза», специальность ВАК РФ 13.00.08 - Теория и методика профессионального образования
Диссертация

Автореферат диссертации по теме "Система информационно-технологического обеспечения графической подготовки студентов технического вуза"

На правах рукописи

ЧЕМОДАНОВА Татьяна Викторовна

СИСТЕМА ИНФОРМАЦИОННО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ГРАФИЧЕСКОЙ ПОДГОТОВКИ СТУДЕНТОВ ТЕХНИЧЕСКОГО ВУЗА

Специальность: 13.00.08 — теория и методика профессионального образования

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора педагогических наук

Москва-2004

Работа выполнена в Российском государственном профессионально-педагогическом университете на кафедре акмеологии общего и профессионального образования

Научные консультанты:

Заслуженный деятель науки и техники России, доктор технических наук, профессор ЯКУНИН Вячеслав Иванович

доктор педагогических наук, профессор НОВОСЕЛОВ Сергей Аркадьевич

Официальные оппоненты:

доктор педагогических наук, профессор ЧЕКМАРЕВ Альберт Анатольевич

доктор педагогических наук, профессор КАТХАНОВА Юлия Федоровна

доктор педагогических наук, профессор АНИСИМОВА Людмила Николаевна

Ведущая организация: Московский государственный университет пищевых производств.

Защита диссертации состоится 7 февраля 2005 г. в 15 часов на заседании диссертационного совета Д 212.154.03 при Московском педагогическом государственном университете (117571, Москва, проспект Вернадского, д. 88, ауд.№528).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского педагогического государственного университета по адресу: 119992, Москва, Малая Пироговская, д. 1.

Автореферат разослан « 24 » декабря 2004 года

Ученый секретарь диссертационного совета

Игнатьев СЕ

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования определяется назревшей в современных социально-экономических условиях потребностью в специалистах высокого уровня профессиональной компетентности, в том числе в сфере традиционной и автоматизированной инженерной графики. Это требует развития педагогических систем общеинженерной графической подготовки студентов, создания в технических вузах профессионально-ориентированной информационно-технологической среды и адекватных ей психолого-педагогических условий, направленных на совершенствование процесса графической подготовки студентов и повышение ее эффективности, с целью формирования значимых для учебной и профессиональной графической деятельности способностей и качеств личности будущих специалистов.

Педагогическая наука, поддерживающая инновационную образовательную парадигму, стремится преодолеть существующий разрыв между необходимым и фактическим уровнем профессиональной подготовки в российских вузах (К.Я.Вазина, ААВербицкий, М.Н.Катханов, Ю.Ф.Катханова, В.В.Карпов, В.Н.Кругликов, О.К.Лихачев, А.М.Саранов, О.К.Филатов и др.).

Общеинженерная графическая подготовка студентов при условии совершенствования ее организационно-педагогического и методического обеспечения в направлении соответствия информационно-технологическому прогрессу и современным квалификационным требованиям, предъявляемым обществом к выпускникам технических вузов, может внести реальный вклад в решение этой задачи.

Изучением и разрешением различных проблем преподавания и совершенствования графического образования серьезно занимались многие ученые-педагоги: И.Н.Акимова, Л.В.Андреева, Л.Н.Анисимова, О.В.Анякина, АЛ.Блаус, А.Д.Ботвинников, Г.Ф.Горшков, Ж.Ж.Есмуханова, В.И.Нилова, КГ.Плющ, В.В.Степакова, Г.А.Хомиченко, Н.Ф.Четверухин, В.И.Якунин и др.

Современная общеинженерная графическая подготовка оказалась в эпицентре информатизации профессионального образования. Информатизации образования, которая стала одним из главных условий общественного прогресса, в современном информационно-технологическом мире принадлежит особая роль (В.Н.Агеев, СААлексеев, Б.Н.Богатырь, Т.ПВоронина, Б.СГершунский, А.Л.Денисова, ВАИзвозчиков, Е.И.Машбиц, И.В.Роберт, Б.Я.Советов, О.К.Тихомиров, С.А.Христочевский и др.). Она подразумевает коррекцию содержания образования в соответствии с требованиями научно-технических достижений, совершенствование методики обучения и воспитания на основе современных компьютерных технологий и предполагает использование в образовательном процессе таких новых информационных технологий (НИТ) как автоматизированные обучающие системы (АОС), ориентированные на различные сферы

жизни и профессиональной

тоете. имдоодММфтутпсадоонные БИБЛИОТЕКА |

системы и сети высокой производительности. В графической подготовке студентов технических вузов появились уникальные информационные технологии - системы автоматизированного проектирования (САПР). С появлением в технических вузах интеллектуальных компьютерных систем автоматизированного проектирования роль графической подготовки в фундаментальном инженерном образовании существенно возросла: расширилась содержательная область графической подготовки, обогатились ее интеллектуально-творческие возможности, утвердилась культурно-мировоззренческая значимость, наметилась лично-стно-развивающая ориентация.

Это стимулировало начало исследований, связанных с обучением студентов работе с интеллектуальными интерактивными графическими информационными технологиями и системами автоматизированного проектирования (В.В.Алейников, Г.В.Виноградова, Г.Ф.Горшков, Е.А.Ерофеева, Г.М.Овчинникова и др.), а также с решением проблемы формирования профессионально важных качеств личности будущего специалиста, являющихся целью и необходимым условием эффективности графической подготовки (В.Н.Кокурошни-кова, В.И.Нилова и др.).

Проведенный анализ показал, что на сегодняшний день не решены проблемы активизации развития образно-графического мышления и пространственного воображения у будущих инженеров, воспитания интеллектуальной, культурной, творческой личности в условиях применения в образовательном процессе технического вуза графических информационных технологий и систем. Не систематизированы результаты исследований по применению новых информационных технологий в процессе развития профессионально значимых деловых и личностных качеств будущих специалистов (СА.Алексеев, А.В.Богомолов, Г.П.Волкова, А И.С Ладенко., Н.В.Сафонова, А.Н.Филатов и др.), при этом важно отметить, что формирование этих качеств не является побочным эффектом обучения, не происходит само по себе. Напротив, как отмечается в многочисленных исследованиях (Л.В.Андреева, Т.А.Варенцова, А.Ш.Гусейнов, В.А.Корвяков, Н.Б.Крылова, АЗ.Мудрик и др.), воспитание таких качеств у студенческой молодежи требует особого внимания и специального педагогического воздействия, для чего в технических вузах необходимо сознательно создавать соответствующую атмосферу. Современная общеинженерная графическая подготовка должна содержать в структуре целей и содержании организационно-педагогической и методической работы совокупность элементов формирования на основе системного применения интеллектуальных компьютерных САПР значимых для учебной и профессиональной графической деятельности качеств личности. Исследования, проведенные нами в 1996 - 2003 годах, подтвердили это.лоложение.

Таким образом, несмотря на то, что в течение последнего десятилетия опубликованы многочисленные результаты исследований педагогов высшей профессиональной школы посвяшенные компьютеризации инженерной графи-

ческой подготовки, в их работах не рассмотрены специфические аспекты решения проблемы совершенствования общеинженерной графической подготовки в технических вузах в условиях информатизации на основе использования дидактического и функционального потенциалов интеллектуальных компьютерных систем автоматизированного проектирования.

Следует отметить также, что до сих пор отсутствуют единые подходы к решению проблемы создания в технических вузах системы информационно-технологического обеспечения общеинженерной графической подготовки будущих специалистов, интегрирующей в себе необходимые компоненты организационно-педагогического, методического и технологического обеспечения традиционной и компьютерной инженерной графики.

Это позволило нам сделать предположение о необходимости теоретического обоснования и экспериментальной проверки эффективности системы информационно-технологического обеспечения общеинженерной графической подготовки студентов технического вуза, которая в условиях информатизации и компьютеризации приобретает особый приоритетный статус в фундаментальном инженерном образовании. Направленный на решение этой научной проблемы анализ диссертационных трудов, статей и монографий, а также обобщение практического опыта графической подготовки студентов технических вузов позволили установить следующие противоречия в системе графической подготовки будущих специалистов между:

• объективно существующей стратегической потребностью общества в специалистах, имеющих фундаментальную общеинженерную графическую подготовку, способных квалифицированно и творчески использовать в научной и практической деятельности интеллектуальные компьютерные графические технологии и системы, и недостаточным уровнем традиционно существующего организационно-педагогического и методического обеспечения графической подготовки в технических вузах, не учитывающих глобальных процессов, происходящих в информационно-технологическом социуме;

• низким уровнем сформированности у значительной части студентов младших курсов таких профессионально важных качеств личности, как чувство долга и ответственности, самосознание, логическое, образно-графическое, пространственное, техническое мышление, способность профессионального творческого саморазвития, информационная и коммуникативная культура, и высоким уровнем требований к развитию этих качеств для успешной учебно-познавательной и учебно-профессиональной графической деятельности будущих специалистов.

• потенциальными возможностями использования интеллектуальных компьютерных 3-мерных (3D) инженерных САПР в качестве педагогического средства формирования профессионально важных для учебно-познавательной, учебно-профессиональной и профессиональной графической деятельности качеств личности будущих специалистов и традиционными подходами к органи-

зации и педагогическому обеспечению процесса обучения графическим дисциплинам, не использующими эти возможности;

• разносторонностью и результативностью проведенных исследований по проблематике совершенствования и повышения качества графической подготовки и недостаточным научным обоснованием системно-синергетического потенциала компьютерных информационных технологий автоматизированного проектирования для интеграции необходимых компонентов организационно-педагогического, дидактического и методического обеспечения общеинженерной графической подготовки студентов.

Анализ выделенных противоречий позволил сделать предположение о их разрешимости в системе информационно-технологического обеспечения общеинженерной графической подготовки студентов технического вуза, интегрирующей в себе необходимые компоненты организационно-педагогического и методического обеспечения на основе использовании функциональных и дидактических возможностей интеллектуальных компьютерных САПР и ориентированной на формирование личностных качеств будущего специалиста, значимых для его учебной и профессиональной графической деятельности.

Из выявленных противоречий вытекает педагогическая проблема: какими должны быть принципы, способы организации и структура системы информационно-технологического обеспечения общеинженерной графической подготовки студентов технического вуза, чтобы в процессе учебно-познавательной и учебно-профессиональной графической деятельности студентов формировались профессионально важные личностные качества, гарантирующие соответствие результатов общеинженерной графической подготовки будущих специалистов поставленным целям и современным квалификационным требованиям к выпускникам технических вузов, предъявляемым высоким уровнем социально-экономического и информационно-технологического развития?

Исследование путей решения этой проблемы привело к необходимости углубленного анализа систем организационно-педагогического и методического обеспечения общеинженерной графической подготовки студентов в информационно-технологическом, профессионально ориентированном и личностно-формирующем аспектах для научного осмысления и оценки системно-синергетического потенциала трехмерных (3D) САПР, универсальности их функциональных и дидактических возможностей. Результаты этого анализа привели к идее разработки системы информационно-технологического обеспечения графической подготовки студентов технического вуза. При этом проблема использования трехмерных (3D) интеллектуальных компьютерных САПР в современном блоке общеинженерных графических дисциплин должна рассматриваться комплексно, как проблема обучения собственно инженерной компьютерной графике, виртуальному электронному моделированию и основам автоматизированного проектирования и как проблема реализации потенциальных

обучающих и личностно-формирующих возможностей средств этих профессиональных НИТ.

Цель исследования - научное обоснование, разработка и экспериментальная проверка эффективности системы информационно-технологического обеспечения графической подготовки студентов технического вуза.

Объект исследования - система графической подготовки студентов технического вуза в условиях информатизации и повышения квалификационных требований к выпускникам технических вузов.

Предмет исследования - принципы, способы организации, структура и функционирование системы информационно-технологического обеспечения графической подготовки студентов технического вуза на основе использования компьютерных графических информационных технологий.

Гипотеза исследования состоит в следующем.

1. Предполагается, что в процессе учебно-познавательной и учебно-профессиональной графической деятельности студентов будут сформированы профессионально важные личностные качества, гарантирующие соответствие результатов графической подготовки будущих специалистов поставленным целям и современным квалификационным требованиям к выпускникам технических вузов, если в вузе будет организована система информационно-технологического обеспечения графической подготовки студентов, интегрирующая в себе необходимые компоненты организационно-педагогического и методического обеспечения на основе использовании функциональных и дидактических возможностей интеллектуальных компьютерных САПР.

2. Предполагается, что эффективность функционирования системы информационно-технологического обеспечения графической подготовки студентов зависит от выполнения следующих условий:

- в основу организации системы должны быть положены такие специфические педагогические принципы как: принцип осознанной потребности в информатизации графического образования и качественной графической подготовке будущих специалистов; актуализации дидактических возможностей функционального и интеллектуального потенциалов компьютерных систем автоматизированного проектирования (САПР); единства организационно-педагогического, методического и информационно-технологического обеспечения общеинженерной графической подготовки; релевантности традиционной и компьютерной составляющих общеинженерной графической подготовки студентов; учета личностно-формирующих воздействий информационно-технологических способов организации графической подготовки студентов; формирования ценностного отношения к продуктам учебно-профессиональной графической деятельности студентов с использованием инженерных компьютерных САПР; эквивалентности обучения и воспитания в процессе графической подготовки студентов с использованием интеллектуальных графиче-

ских информационных технологий; личной заинтересованности, энтузиазма, мастерства и творческого примера педагога;

- в структуру и содержание системы информационно-технологического обеспечения графической подготовки студентов технического вуза будут включены следующие необходимые компоненты: подсистема методов и приемов организации образовательного процесса графической подготовки студентов с использованием интеллектуальных компьютерных САПР; подсистема организационных форм образовательного процесса, построенных на основе использования интеллектуальных компьютерных САПР; подсистема учебных и учебно-методических пособий, адекватных выбранным средствам, методам и организационным формам (учебно-методический комплекс общеинженерной графической подготовки на основе использования интеллектуальных компьютерных САПР);

- функционирование системы информационно-технологического обеспечения графической подготовки студентов технического вуза будет организовано в специально созданной информационно-технологической компьютерной учебно-профессиональной среде, обеспеченной соответствующими организационно-педагогическими, техническими и программными средствами обучения и воспитания, такими как современная компьютерная и мультимедийная техника, периферийные устройства (принтеры и плоттеры), программные продукты конструкторско-графических информационных технологий (системы автоматизированного проектирования с возможностью трехмерного виртуального моделирования и их приложения), электронные учебные пособия и т.д.

В соответствии с поставленной целью и сформулированной гипотезой исследования в работе решались следующие задача:

1. Определить роль и место интеллектуальных инженерных систем автоматизированного проектирования в графической подготовке студентов технического вуза на основе анализа тенденций развития новых информационных технологий в профессиональном образовании.

2. Проанализировать проблему организационного и методического обеспечения качества графической подготовки студентов технического вуза в условиях информатизации и компьютеризации образования.

3. Проанализировать проблему формирования профессионально важных качеств будущего специалиста у студентов современного технического вуза в процессе общеинженерной графической подготовки, организованной на основе функциональных возможностей и дидактического потенциала интеллектуальных компьютерных САПР.

4. На основе системно-синергетического подхода разработать концептуальную модель системы информационно-технологического обеспечения графической подготовки студентов технического вуза.

5. Выявить и обосновать основные и специфические принципы и способы организации и управления системой информационно-технологического обеспечения графической подготовки студентов.

6. Разработать авторский учебно-методический комплекс графической подготовки на основе использования интеллектуальных компьютерных САПР и методику его реализации.

7. Экспериментально доказать необходимость и достаточность сформулированных в гипотезе условий.

Теоретико-методологической основой исследования являются труды исследователей по проблемам: философии, теории, методологии и практики информатизации образования: (В.Н.Агеев, В.В.Алейников, Б.Н.Богатырь, А.А.Веряев, Т.Н.Воронина, ВЛЛинькова, С.Пайперт, И.В.Роберт, Н.Н.Серебрякова, М.С.Чванова и др.); развития и применения систем искусственного интеллекта (С.В.Астанин, А.А.Зенкин, В Л.Зинченко, А.И.Змитрович, Г.С.Поспелов, В.М.Сергеев, О.К.Тихомиров и др.); подходов, использующих методы системного анализа (В.П.Беспалько, АЛ.Блаус, Л.Г.Викторова, Г.Ф.Горшков, ТАЛльина, Н.В.Кузьмина, А.И.Уемов, Э.Г.Юдин и др.); оптимизации образовательного процесса на основе НИТ (С.И.Дворецкий, А.Л.Денисова, Д.Джонас-сен, Л.Х.Зайнутдинова, В.А.Извозчиков, О.К.Лихачев, Д.П.Муравлев, И.В.Роберт, А.В.Соловов и др.); профессионального обучения пользователей новых информационных технологий в высшей школе (В.В.Алейников, Г.В.Виноградова, ЕАЕрофеева, О.К.Тихомиров и др.); психологии личности и психологических аспектов обучения и воспитания (Б.Г.Ананьев, В.И.Андреев, А.Г.Асмолов, ЛАБарановская, Л.С.Выготский, П.Я.Гальперин, Дж.Гилфорд, В.В.Давыдов, Э.Ф.Зеер, Е.П.Ильин, А.Г.Ковалев, Н.Д.Левитов, А.Н.Леонтьев, А.К.Маркова, А.Маслоу, Л.И.Рувинский, В.М.Симонов, М.А.Тимошенко и др.); совершенствования учебно-воспитательного процесса в высшей школе (В.П.Зинченко,

A.И.Кочетов, Б.Т.Лихачев, А.В.Мудрик, С.А.Новоселов, Е.В.Шорохов и др.); содержания профессионального образования и качества общетехнической подготовки студентов профессиональной школы (СИАрхангельский, Ю.К.Бабан-ский, СЯ.Батышев, В.С.Безрукова, О.В.Варникова, К.Н.Катханов, В.СЛеднев, И.Я.Лернер, ИЛЛодласый и др.); графической подготовки будущих специалистов (И.Н.Акимова, А.Я.Блаус, Ж.Ж.Есмуханова, Б.Ф.Ломов, Л.А.Найниш,

B.И.Нилова, СА. Фролов, И.СЯкиманская, В.И.Якунин и др.); педагогической технологии (В.П.Беспалько, ААБербицкий, В.Н.Воронин, Т.Ф.Гурова, О.В.Долженко, З.З.Кирикова, А.Я.Савельев, КФ.Талызина, Ю.Г.Татур, О.К.Филатов, В.Л.Шатуновский и др.).

В качестве источниковедческой базы использовались документы, специальная литература, публикации в научных сборниках и специализированных журналах, монографическая литература и диссертационные исследования, а также материалы по тематике настоящего исследования, полученные на основе информационного поиска в Internet. Среди них: электронные каталоги России-

ской государственной библиотеки, электронная документация, размещенная на сайте Министерства образования Российской Федерации, материалы международных, всероссийских, межвузовских, региональных и отраслевых конференций.

Для решения поставленных задач в исследовании использовалась совокупность методов:

• теоретические методы:

- анализ педагогической, психологической, философской, методической, технической литературы и информации, размещенной на сайтах Internet, по проблеме исследования;

- системный подход для определения основ педагогического проектирования;

- синтез, абстрагирование, конкретизация, моделирование;

- сравнительный анализ нормативных документов, учебных программ, содержания научных исследований и публикаций, определяющих роль и место новых информационных технологий прикладного назначения в системе высшего профессионального образования;

- изучение передового педагогического опыта;

- рефлексия собственной учебной и педагогической деятельности;

• эмпирические методы:

- наблюдение;

- анкетирование и собеседование при работе со студентами и преподавателями;

- изучение продуктов традиционного и компьютерного графического творчества студентов;

- сбор и обобщение оперативной информации по вопросам создания и применения традиционных и электронных учебных пособий путем участия в межвузовских, региональных, отраслевых, всероссийских и международных конференциях по актуальным вопросам графического образования молодежи и графическим информационным технологиям и системам;

- педагогический эксперимент;

- экспериментальная опытно-конструкторская работа (ОКР) и научно-методическая работа со студентами по линии НИРС;

- подготовка студентов к участию в международных, всероссийских, региональных олимпиадах и конкурсах по инженерной графике и графическим информационным технологиям и системам;

• методы математической статистики для обработки результатов эксперимента.

Иллюстративный и дидактический материал по методическому обеспечению графической подготовки студентов, а также представленные в диссертации учебно-профессиональные работы студентов Снежинской государственной физико-технической академии выполнены средствами универсальной парамет-

рической компьютерной системы автоматизированного проектирования Pro/ENGINEER (Parametric Technology Corporation, США).

Научная новизна исследования состоит в том, что в нем :

• обоснована зависимость качества графической подготовки студентов технического вуза от степени реализации системно-синергетического потенциала компьютерных информационных технологий автоматизированного проектирования в процессе интеграции необходимых компонентов организационно-педагогического, дидактического и методического обеспечения общеинженерной графической подготовки студентов;

• предложена концептуальная модель и на ее основе разработана система информационно-технологического обеспечения графической подготовки студентов технического вуза, функционирование которой способно обеспечить наиболее полную реализацию системно-синергетического потенциала компьютерных информационных технологий автоматизированного проектирования в процессе интеграции необходимых компонентов организационно-педагогического, дидактического и методического обеспечения общеинженерной графической подготовки студентов;

• сформулированы специфические принципы организации системы информационно-технологического обеспечения графической подготовки студентов технического вуза и рекомендованы правила их реализации;

• обоснована необходимость создания специальной компьютерной учебно-профессиональной среды, оптимальной для функционирования системы информационно-технологического обеспечения графической подготовки студентов технического вуза,

• разработан авторский учебно-методический комплекс (УМК) по современному циклу графических дисциплин, в который входят рабочие программы, методические разработки, демонстрационные и стендовые материалы, 21 учебное пособие, в том числе 8 электронных, зарегистрированных в установленном порядке на правах научных публикаций, включающий в качестве составляющих: УМК по начертательной геометрии, УМК по инженерной графике, УМК по компьютерной графике и основам автоматизированного проектирования.

Теоретическая значимость исследования состоит во вкладе в теорию профессионального образования следующих его результатов:

• теоретически обоснован системно-синергетический подход к совершенствованию графической подготовки студентов технического вуза, основанный на комплексном использовании функциональных возможностей и дидактического потенциала интеллектуальных. компьютерных САПР в направлении формирования в процессе учебно-познавательной и учебно-профессиональной графической деятельности студентов профессионально важных личностных качеств будущего специалиста;

• разработаны теоретические модели педагогической системы графической подготовки студентов в условиях информатизации и системы информационно-технологического обеспечения графической подготовки студентов технического вуза;

• выделена и развита система понятий и терминов, отражающая наиболее существенные стороны исследуемых профессионально важных качеств в условиях информатизации и компьютеризации графической подготовки;

• теоретически обоснованы и разработаны способы реализации авторского дидактического комплекса, ориентированного на совершенствование и повышение эффективности графической подготовки и формирование профессионально важных для графической деятельности качеств будущего специалиста.

Практическая значимость исследования заключается в следующем:

• исследование может быть использовано педагогическими и научно-педагогическими работниками профессионального образования, а также непосредственно студентами в целях повышения качества преподавательской, научно-исследовательской, учебно-познавательной, учебно-профессиональной и профессиональной инженерно-графической деятельности;

• результаты исследования использованы при разработке учебных планов, рабочих программ, учебных пособий, методических рекомендаций по курсам «Начертательная геометрия», «Инженерная графика», «Компьютерная графика», «Основы автоматизированного проектирования», а также курсовых и исследовательских работ конструкторского направления в Снежинской государственной физико-технической академии, готовящей квалифицированных специалистов для Российского Федерального Ядерного Центра;

• разработанный и апробированный в процессе графической подготовки как в традиционных, так и электронных (дистанционных) вариантах исполнения, авторский учебно-методический комплекс, созданный посредством интеллектуальных компьютерных САПР, может быть адаптирован к различным компьютерным графическим системам и использован другими вузами в образовательном процессе по графическим дисциплинам;

• результаты диссертационного исследования используются в образовательном процессе подготовки будущих инженеров специальностей «Приборостроение», «Средства поражения и боеприпасы», «Динамика и прочность машин», «Технология машиностроения», «Ядерная физика», для подготовки преподавателей из числа успешных студентов, обучения и повышения квалификации преподавателей графических дисциплин в Снежинской государственной физико-технической академии;

• авторские учебные пособия и практические руководства используются для обучения специалистов Российского Федерального ядерного центра Всероссийский научно-исследовательский институт технической физики (РФЯЦ ВНИИТФ), Института сильноточной электроники Сибирского отделения РАН, графической подготовки студентов вузов Москвы, Санкт-Петербурга и других вузов;

• на основании Положения о порядке присвоения учебным изданиям грифа Министерства образования Российской Федерации, утвержденного приказом Минобразования России от 14.07.1999 № 81, учитывая заключение

Учебно-методического объединения вузов Российской Федерации по университетскому политехническому образованию от 17.02.2003 № 16-06/93, рецензии независимых экспертов, Министерство приняло решение о присвоении учебному изданию «Pro/ENGINEER. Деталь-Сборка-Чертеж» грифа «Допущено Министерством образования Российской Федерации в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений, обучающихся по специальности «Средства поражения и боеприпасы» направления подготовки дипломированных специалистов «Оружие и системы вооружения»;

• обучаясь по разработанной методике, только в 2002-2004 гг. студенты СГФТА стали победителями и призерами следующих олимпиад и конкурсов: Х...ХП Всероссийских и I Международной олимпиад студентов по графическим информационным технологиям и системам (HITY - Н.Новгород), региональной олимпиады студентов по САПР КОМПАС (ОмГТУ - Омск), 5-й и 6-й Всероссийских дистанционных олимпиад учащейся молодежи по дисциплинам графического цикла (РГАТА - Рыбинск), 4-го Международного конкурса пользователей инженерных графических технологий компании Parametric Technology Corporation (США), 6-го Всероссийского конкурса «КОМПЬЮТЕРНЫЙ ИНЖИНИРИНГ-2004» (МАТИ - Москва);

• профессиональная компетентность в сфере современной инженерной графики, высокий уровень умений и навыков работы с мощными графическими информационными технологиями и системами автоматизированного проектирования, а также личностные качества, сформированные в процессе общеинженерной графической подготовки, позволяют студентам СГФТА выполнять крупные ответственные и наукоемкие работы, связанные с профессиональным использованием конструкторских модулей и графических редакторов интеллектуальных компьютерных систем автоматизированного проектирования.

Основные этапы исследования:

1 этап: (1997 - 1998 г.г.) - исследовалось явление всеобщей информатизации и компьютеризации, анализировался процесс внедрения новых информационных технологий в образование, проводилось изучение нормативной документации по изучаемым вопросам, оценивались роль и место интеллектуальных компьютерных САПР в графической подготовке высшей профессиональной школы; изучался опыт обучения студентов компьютерной графике и геометрическому моделированию за рубежом и в России; обосновывалось программное обеспечение САПР для использования в образовательном процессе вуза; выявлялись закономерности эффективной учебно-познавательной и учебно-профессиональной графической деятельности студентов; выяснялось состояние проблемы формирования профессионально важных личностных качеств будущего специалиста в технических вузах и пути ее решения; исследовалось организационно-педагогическое и методическое обеспечение графической подготовки студентов с целью проектирования эффективных систем общеинженерной графической подготовки студентов, нацеленных на формирова-

ние качеств личности будущего специалиста; анализировался понятийно-терминологический аппарат; накапливался эмпирический материал для последующей исследовательской работы; выявлялись противоречия, разрабатывалось направление решения исследуемой проблемы, формулировалась гипотеза, определялись объект, предмет, цели, задачи и методика исследования.

2 этап: (1998 - 1999 г.г.) - проводились констатирующие эксперименты по изучению уровня школьной подготовки первокурсников по геометрии и черчению; анализировались показатели контрольных мероприятий по оценке знаний, умений и навыков фундаментальных общеинженерных графических дисциплин - начертательной геометрии, инженерной графики, инженерной компьютерной графики; шло изучение продуктов графического творчества студентов; проводилось анкетирование студентов, преподавателей и специалистов Российского Федерального ядерного центра для определения состояния проблемы воспитания профессионально важных качеств будущего специалиста; определялись наиболее значимые для профессиональной графической деятельности личностные качества специалиста; разрабатывались авторские рабочие программы и календарные планы нового курса «Основы автоматизированного проектирования» и прикладных учебных дисциплин, ориентированных на обучение студентов профессиональной работе с интерактивными САПР; шел поиск эффективных методик графической подготовки студентов, основанных на комплексном использовании функционального и педагогического потенциалов интеллектуальных компьютерных САПР; разрабатывались компоненты системы информационно-технологического обеспечения графической подготовки студентов технического вуза.

3 этап: (1999 - 2002 г.г.) - разрабатывались теоретические основы проектирования и функционирования системы информационно-технологического обеспечения графической подготовки студентов технического вуза; проводились экспериментальные исследования по формированию познавательных, мо-тивационных, деятельностных и эмоционально-волевых компонентов готовности к предстоящей графической подготовке и деятельности на более высоком профессиональном уровне, с творческим использованием интеллектуальных систем автоматизированного проектирования; исследовались и разрабатывались модели формирования конкретных профессионально важных личностных качеств будущего специалиста, необходимых для успешной инженерной графической подготовки и практики; определялись критерии оценки уровня их развития; уточнялась рабочая гипотеза; проводился анализ возможностей использования внутренних компьютерных коммуникационных сетей (лаборатории компьютерной графики и параметрического моделирования, электронной библиотеки) как средств профессионально и личностно-ориентированной графической подготовки студентов; велась опытно-экспериментальная работа по

внедрению разработанной системы информационно-технологического обеспечения графической подготовки в Снежинской государственной физико-технической академии; вносились изменения в систему профессиональной подготовки будущих инженеров с учетом новых возможностей инженерных информационных технологий; адаптировались системы формирования конкретных профессионально важных качеств личности будущего специалиста к графической подготовке на основе непрерывного обучения студентов работе с интеллектуальными компьютерными САПР.

4 этап (2003 - 2004 г.г.) - осуществлялся систематический теоретический анализ и обобщение результатов опытно-экспериментальной работы по совершенствованию образовательного процесса графической подготовки студентов, нацеленной на формирование важных для учебной и профессиональной графической деятельности личностных качеств будущего специалиста; обобщались научные факты, формировались основные выводы; подтверждена гипотеза, что в результате создания в техническом вузе информационно-технологической учебно-профессиональной среды при определенных психолого-педагогических условиях в процессе учебно-познавательной и учебно-профессиональной графической деятельности у студентов будет развит комплекс наиболее важных в профессиональном отношении личностных качеств, обеспечивающих формирование профессиональной компетентности будущих специалистов в сфере традиционной и автоматизированной инженерной графической деятельности, гарантирующих соответствие результатов графической подготовки будущих специалистов поставленным целям и современным квалификационным требованиям к выпускникам технических вузов, предъявляемым высоким уровнем социально-экономического и научно-технического развития; методами математической статистики осуществлялась обработка полученных в процессе исследования данных; полученные результаты внедрялись в практику; завершалось оформление результатов научного исследования; изданы авторские учебные пособия для студентов технических вузов и три монографии.

На защиту выносятся следующие положения:

1. Реализация системно-синергетического потенциала компьютерных информационных технологий автоматизированного проектирования в процессе интеграции необходимых компонентов организационно-педагогического, дидактического и методического обеспечения общеинженерной графической подготовки студентов технических вузов позволит привести в соответствие результаты учебно-познавательной и учебно-профессиональной графической деятельности будущих специалистов с современными квалификационными требованиями к графической подготовке выпускников технических вузов. Реализации системно-синергетического потенциала компьютерных информационных

технологий автоматизированного проектирования способствует создание системы информационно-технологического обеспечения графической подготовки студентов технического вуза.

2. В основу организации системы информационно-технологического обеспечения графической подготовки студентов должны быть положены следующие специфические педагогические принципы: принцип осознанной потребности в информатизации графического образования и качественной графической подготовке будущих специалистов; актуализации дидактических возможностей функционального и интеллектуального потенциалов компьютерных систем автоматизированного проектирования (САПР); единства организационно-педагогического, методического и технологического обеспечения общеинженерной графической подготовки; релевантности традиционной и компьютерной составляющих общеинженерной графической подготовки студентов; учета личностно-формирующих воздействий информационно-технологических способов организации графической подготовки студентов; формирования ценностного отношения к продуктам учебно-профессиональной графической деятельности студентов с использованием инженерных компьютерных САПР; эквивалентности обучения и воспитания в процессе графической подготовки студентов с использованием интеллектуальных графических информационных технологий; личной заинтересованности, энтузиазма, мастерства и творческого примера педагога.

3. Достижению целей системы информационно-технологического обеспечения графической подготовки студентов технического вуза способствует включение в ее структуру следующих необходимых компонентов: подсистема методов и приемов организации образовательного процесса графической подготовки студентов с использованием интеллектуальных компьютерных САПР; подсистема организационных форм образовательного процесса, построенных на основе использования интеллектуальных компьютерных САПР; подсистема учебных и учебно-методических пособий, адекватных выбранным средствам, методам и организационным формам (учебно-методический комплекс общеинженерной графической подготовки на основе использования интеллектуальных компьютерных САПР).

4. Необходимым условием эффективного функционирования системы информационно-технологического обеспечения графической подготовки студентов технического вуза является организация специальной информационно-технологической компьютерной учебно-профессиональной среды, обеспеченной соответствующими организационно-педагогическими, техническими и программными средствами обучения и воспитания, такими как: современная компьютерная и мультимедийная техника, периферийные устройства (принтеры и плоттеры), программные продукты конструкторско-графических информационных технологий (системы автоматизированного проектирования с воз-

можностью трехмерного виртуального моделирования и их приложения), электронные учебные пособия и т.д.

Достоверность и обоснованность результатов исследования обеспечены: основательной проработкой и объективностью исходных методологических позиций; организацией опытно-экспериментальных исследований в единстве с педагогической практикой и с ориентацией на нее; использованием комплекса способов, адекватных объекту, целям и задачам педагогического исследования; воспроизводимостью результатов исследовательской работы; решением всех конкретных задач, поставленных в исследовании; использованием методов математической статистики для проверки достоверности полученных результатов; актом приемки; присвоением грифа Министерства образования РФ учебному пособию «Рго/ЕКОГКЕЕК: Деталь - Сборка - Чертеж»; успешными выступлениями студентов СГФТА в региональных, всероссийских и международных олимпиадах и конкурсах по графическим дисциплинам; опытно-конструкторской и профессиональной деятельностью студентов и выпускников СГФТА в сфере автоматизированного проектирования и современной инженерной графики; присуждением призовых мест авторским учебно-методическим комплексам: по компьютерной графике и основам автоматизированного проектирования - 2 место, по начертательной геометрии - 3 место (6-й Всероссийский конкурс «КОМПЬЮТЕРНЫЙ ИНЖИНИРИНГ-2004», МАТИ им. КЭ.Циолковского, «Научно-исследовательский центр автоматизированных систем конструирования» - Москва).

Апробация и внедрение результатов исследования. Ход и результаты теоретических и экспериментальных исследований докладывались и обсуждались на научных конференциях и методических семинарах:

• международных - Н.Новгород, 2001-2004; Снежинск, 2003; Самара, 2003; Москва, 2003,2004; Шуя, 2004; Владивосток, 2004;

• всероссийских - Екатеринбург, 2002; Н.Новгород, 2003; Рыбинск, 2003;

• отраслевых и региональных - Новоуральск, 1999; Озерск, 1999, 2002; Северск, 2003; Пермь, 2004;

• методических семинарах - РГППУ, СГФТА и кафедры общетехнических дисциплин.

Результаты исследования внедрены в учебный процесс кафедрой общетехнических дисциплин Снежинской государственной физико-технической академии.

Структура диссертации определена предметом и логикой исследования и состоит из введения, пяти глав, заключения, библиографии (572 наименований) и приложений. Кроме текстовых материалов, в работу включены схемы, таблицы, рисунки, демонстрационная компьютерная графика.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснован выбор темы, ее актуальность; сформулированы противоречия, обусловившие выбор проблемы исследования; определены цель, объект, предмет, гипотеза и задачи исследования; охарактеризованы научная новизна, теоретическая и практическая значимость диссертационной работы.

В первой главе «Роль новых информационных технологий в современном обществе и образовании» даны основные представления и понятия, характеризующие явление информатизации; в обзорно-историческом аспекте рассмотрены процессы информатизации инженерного образования; на основании изучения научных исследований, специальной литературы и материалов, размещенных на сайтах глобальной информационной сети Internet, проанализированы взгляды ученых и специалистов на компьютеризацию и роль новых информационных технологий в образовании; выявлены предпосылки информатизации инженерного образования, тенденции и перспективы развития систем профессионального образования.

Успехи научно-технического прогресса, происходящие в мире с середины прошлого столетия, связанные с развитием информационных технологий, привели к идентификации текущего периода развития общества как информационной цивилизации, постиндустриального, информационного общества. Такое общество предполагает производство, распространение, использование информации и информационных технологий во всех основных сферах социально-экономической практики. Информационные технологии, являясь синтезом созданных человечеством методов оперирования информацией в интересах конкретных сфер человеческой деятельности, отражают возрастающий уровень возможностей предназначенных для этих целей системных программных продуктов. Это требует от современного человека постоянного интеллектуального и профессионального совершенствования, максимально широкого развития его творческих способностей. Результатом формирования информационного общества стало изменение средств и характера труда в направлении его интеллектуализации, бурное развитие науки и наукоемких производств, пересмотр научных и образовательных концепций.

История применения новых информационных технологий (НИТ) в образовании описана в научных исследованиях отечественных и зарубежных авторов (И.Б.Готская, Л.И.Долинер, Е.Н.Пасхин, М.С. Иванова, T.Conlon и др.).

Инвестирование информационной индустрии стало одним из приоритетов государственной политики в США, Японии, странах Западной Европы. Это направление приобрело государственную значимость и в нашей стране.

Применение НИТ в образовании в качестве одного из ведущих направлений образовательной реформы отражено в государственных программах многих стран. В первой половине 90-х гг. прошедшего столетия были утверждены и опубликованы концепции информатизации сферы общего и высшего образо-

вания РФ. Согласно национальной доктрине образования Российской Федерации (Постановление Правительства РФ № 751 от 04.10.2000г.) «система образования призвана обеспечить подготовку высокообразованных людей и высококвалифицированных специалистов, способных к профессиональному росту и профессиональной мобильности в условиях информатизации общества и развития новых наукоемких технологий».

Бурное развитие НИТ, телекоммуникаций и Internet определило тенденцию их массового внедрения в образовательные системы. Однако, как показывает практика, разработка необходимых программ и процесс обучения студентов в технических вузах России отстают от развития компьютерной техники и информационных технологий. Поэтому проблемы применения НИТ в науке и образовании часто обсуждаются на международных и всероссийских конференциях. Исследования свидетельствуют о существенном росте научного интереса к информационным процессам и использованию НИТ в профессиональном образовании (В.В.Алейников, Г.А.Бордовский, ААВеряев, Г.ФХоршков, И.Б.Готская, А.Л.Денисова, М.С.Чванова и др.). Однако, научно-исследовательские работы из области систем автоматизированного проектирования (САПР), ставших необходимым атрибутом конструкторской графической деятельности и объектом изучения для студентов технических вузов, в основном имеют техническую ориентацию, а число научно-теоретических и практических разработок по проблемам обучения будущих инженеров работе с интерактивными САПР крайне невелико (С.А.Алексеев, К.А.Вольхин, ЕАЕрофеева, А.Н.Филатов). Это позволило нам сделать заключение, что исследования, касающиеся названных проблем, пока ведутся на недостаточном уровне или в иных аспектах.

Анализ научных исследований и практического опыта по проблематике информатизации инженерного образования позволил сформулировать следующие выводы:

1. Глобальная информатизация является одной из доминирующих тенденций развития цивилизации в XXI веке, поэтому задачи комплексного внедрения НИТ в сферу производства, образования и науки носят в России, как и за рубежом, приоритетный характер.

2. В лидирующих в сфере информатизации странах явно выражена тенденция обучения в высшей школе практическим аспектам НИТ и их применению в будущей профессиональной деятельности. Обозначилась такая тенденция и в российских технических вузах, при этом системе инженерного образования отводится важная роль в процессе компьютеризации научно-технической деятельности.

3. Развитие НИТ в высшем образовании России в настоящее время характеризуется совершенствованием технической базы, повышением уровня программного обеспечения, активным внедрением отечественных информационных технологий инженерного назначения, расширением сферы использования

локальных и глобальной компьютерных сетей и возможностей интерактивных программных средств обучения и профессиональной деятельности.

4. Развитие НИТ в высшем образовании России выявило ряд нерешенных проблем: подготовки и переподготовки преподавателей по методическим вопросам применения НИТ, недостаточности фундаментальных и широкомасштабных практических исследований по теории и практике применения НИТ в инженерном образовании, а также ряд сопутствующих финансовых, технических, программных, профессионально-организационных проблем.

5. Актуальна «необходимость включения в обязательную подготовку методологических, нормативно-правовых и этических вопросов, решение которых позволит теоретически оценить и описать феномен информационного пространства формирующегося постиндустриального открытого информационного общества» (И.Б.Готская).

6. Дня решения глобальной проблемы своевременной подготовки специалистов к новым условиям жизни и профессиональной деятельности в высокоавтоматизированной информационной среде, обучения их самостоятельно действовать в этой среде, эффективно использовать ее возможности и защищаться от негативных воздействий крайне необходима существенно большая, чем это имеет место сегодня, информационно-профессиональная ориентация системы высшего технического образования (К.К.Колин).

Во второй главе «Информатизация инженерного графического образования как педагогическая проблема» дан анализ педагогических исследований в области совершенствования графического образования студентов. В связи с информатизацией инженерной графической подготовки представлены результаты изучения научных взглядов на ее качество и значимость в информационном обществе. Выявлены перспективные направления совершенствования графической подготовки с ориентацией на воспитание профессионально важных качеств личности будущего специалиста, как основополагающих факторов обеспечения соответствия выпускника технического вуза современным квалификационным требованиям, высокому уровню технического, экономического и информационного развития общества.

Обоснованы необходимость внедрения в технические вузы компьютерных технологий научно-производственного назначения и актуальность выбора программных продуктов для обучения студентов компьютерной графике и автоматизированному проектированию; определены роль и место НИТ в современной фундаментальной общеинженерной графической подготовке. Охарактеризованы научные представления о возможностях и перспективах развития систем искусственного интеллекта, таких как интерактивные компьютерные системы автоматизированного проектирования (САПР), благодаря которым возникли новые прикладные компьютерные графические учебные дисциплины.

Важной педагогической проблемой является совершенствование образовательного процесса и повышение качества вузовской графической подготов-

ки, актуальность которой повысилась на современном этапе в связи с процессами информатизации образования (О.В.Анякина, Г.Ф.Горшков, В.Н.Кокурош-никова, О.П.Шабанова и др.). Под качеством графического образования традиционно понимается развитие в процессе образования пространственного мышления, конструктивно-геометрических представлений, способности к анализу и синтезу пространственных форм, практически реализуемой в виде графических форм - чертежей.

Исследователи (Ж.Ж.Есмуханова, Н.Н.Киселева, Н.Г.Плющ и др.) отмечают, что на качестве современной инженерной графической подготовки отрицательно отражается дефицит отведенного для нее учебного времени, что заставляет искать пути интенсификации образовательного процесса на основе активных форм и методов. В основе активизации учебной графической деятельности студентов чаще всего рассматривается преподавание с применением известных и научно обоснованных активных средств, методов и приемов обучения, сочетаемых с частично-поисковой эвристической деятельностью студентов (О.К.Тихомиров, О.ШИабанова и др.).

Ряд авторов рассматривают проблемы формирования интеллектуальных инженерно-графических способностей, самостоятельности, творческого саморазвития, воспитания информационной культуры при изучении современного блока графических дисциплин в контексте новой образовательной парадигмы (Л.ВАндреева, Т.А.Варенцова, В.Н.Кокурошникова, В.И.Нилова, Л.В.Соловьева-Гоголева, Т.А.Унсович, О.П.Шабанова и др.). Как считают Б.Г.Ананьев, Л.М.Грановская, Б.Ф.Ломов, В.И.Якиманская и др., развитие пространственно-образного мышления требует многократного и долговременного повторения, что невозможно при сохранении традиционных подходов к графической подготовке в современном техническом вузе. Это подчеркивает актуальность разработки педагогических систем совершенствования графической подготовки студентов, основанных на нестандартных и эффективных подходах. Наши профессиональные симпатии на стороне В.И.Ниловой, которая видит назревшую потребность в создании новых эффективных технологий изучения курса инженерной графики с выходом на конкретные технические решения, поскольку «традиционная методика обучения графическим дисциплинам не прививает даже элементарных навыков конструирования». Наш опыт показывает, что основой такой технологии, может быть инженерная информационная технология - САПР и компьютерный инжиниринг.

ЭВМ и САПР представляют более производительные и эффективные методы геометрического моделирования объектов, широкие возможности баз данных и баз знаний. Современные САПР являются тем инструментом, без которого уже невозможно проектирование сверхсложных изделий; они позволяют на высоком качественном уровне справляться с конструкторскими, расчетными, технологическими задачами. Представление знаний в системах искусственного интеллекта, к которым относятся САПР, является одной из централь-

ных проблем в процессе глобальной информатизации, т.к. информационные технологии могут эффективно имитировать поведение человека в той или иной области деятельности. Использование САПР в инженерном образовании стало социально-экономической потребностью, а инженерное графическое образование, реализуемое без применения информационных технологий САПР, не может считаться современным.

Компьютерный инжиниринг - это совокупность методов и средств практического решения инженерных задач специалистами производства с помощью средств вычислительной техники и прикладных информационных технологий (В.Н.Юрин, В.А.Злыгарев), среди которых особое место занимают системы автоматизированного проектирования. Это направление инженерной деятельности возникло и эффективно развивается в результате интенсивного изменения носителей информации об объектах проектирования, изготовления и эксплуатации.

К середине последнего десятилетия XX столетия освоение графических САПР стало неотложно необходимым в каждом техническом вузе, потому что автоматизация проектирования входит неотъемлемой составной частью в приоритетные направления научно-технического прогресса. С появлением мощных интеллектуальных САПР в образовательном процессе технических вузов в качестве объектов освоения субъективные аспекты компьютерной техники стали определяться взаимообусловленной организационно-методической деятельностью педагога и учебно-профессиональной деятельностью студентов, направленной на достижение некоторых конкретных целей подготовки будущих специалистов, связанной с обучением компьютерному проектированию.

Сегодня уже очевидно, что каждый технический вуз стремится освоить и использовать мощный системный программный пакет, обеспечивающий трехмерное параметрическое моделирование. Выбор программных продуктов автоматизации проектирования для использования в образовательных процессах каждого вуза должен быть обоснованным, чтобы подготовка специалистов велась профессионально целенаправленно. Для эффективной подготовки будущих специалистов основные инструменты профессиональной деятельности, используемые технологии и среда информационного обмена и у инженера, и у студента технического вуза должны быть идентичны. Поэтому необходимы аналитические исследования, дающие конкретную информацию об используемых на предприятиях отрасли, региона, города пакетах. Необходимым условием успеха информатизации графического образования является понимание преподавателями инженерных дисциплин вузов потенциала компьютеризации кон-структорско-технологической подготовки производства, как кардинального пути решения проблемы повышения конкурентоспособности отечественной промышленности, и владения ими новыми информационными технологиями научно-производственного назначения. Поскольку же практические основы функционирования конструкторских САПР в соответствии с государственными об-

разовательными стандартами изучаются студентами в цикле графических дисциплин, эта задача становится целью и содержанием профессионально-педагогической деятельности преподавателей графических дисциплин. Это подчеркивает актуальность проблемы учебно-методического обеспечения компьютеризированной графической подготовки. Кроме того, от преподавателя требуются творческие умения и активное желание для проектирования, эксперимента и эффективной реализации инновационного организационно-педагогического и учебно-методического обеспечения образовательного процесса. Для студентов овладение конструкторско-графическими функциями САПР на профессиональном уровне требует дополнительных усилий, времени, знаний и умений. И не только информатики, а самое главное - знаний и умений классической начертательной геометрии и традиционной инженерной графики, поскольку всякая инженерная графическая информационная технология, какой бы уникальной и потрясающей воображение она не была, является лишь средством совершенствования конкретной деятельности и отражением запаса знаний и практического опыта человека в этой сфере деятельности. При этом, как убеждает опыт, вся совокупная вузовская графическая подготовка будет эффективной и успешной, если у студентов будут формироваться необходимые профессионально важные качества личности.

Анализ научных исследований и практического опыта по проблематике совершенствования графической подготовки студентов технических вузов в современных условиях позволил сформулировать следующие выводы:

1. Проблема совершенствования фундаментальной инженерной графической подготовки в условиях информатизации и компьютеризации не только не теряет своей актуальности, но и приобретает новые черты. При этом акцент перемещается на формирование личности будущего специалиста, подготовленного к жизнедеятельности в условиях информационного общества - культурной, интеллектуальной, способной к творческому саморазвитию, ответственной и самостоятельной.

2. Интенсивно развиваются педагогические системы графического образования в технических вузах, включающие в содержание инженерную компьютерную графику и параметрическое моделирование средствами интеллектуальных интерактивных САПР. Происходит изменение средств, принципов и способов графической деятельности студентов, перестройка методов и организационных форм графической подготовки на фоне ее информатизации и компьютеризации. Активизируется научно-практическая деятельность по разработке электронных учебных пособий и дидактических комплексов по дисциплинам графического цикла.

3. Обострилась актуальность разработки модели профессионально ориентированной учебной информационно-технологической среды современной графической подготовки студентов технических вузов.

4. Требует решения проблема интеграции учебно-профессиональной графической деятельности с использованием интеллектуальных компьютерных САПР в курсах различных инженерных дисциплин.

5. Формируется и развивается идея нового непрерывного графического образования, ориентированного на компьютерное моделирование и графику как один из ориентиров в организации непрерывной подготовки будущих специалистов в современной информационной среде.

6. Проблема создания единого информационного • пространства графической подготовки российских вузов сохраняет дискуссионный характер.

В третьей главе «Проблема повышения требований к личности будущего специалиста в аспекте графической подготовки в вузе» рассмотрено современное состояние проблемы воспитания личности в контексте заинтересованности информационного общества в профессионально компетентных, ответственных, интеллектуальных, культурных, конкурентоспособных на рынке труда специалистах.

В этой связи проанализированы философские, социологические, психолого-педагогические научные исследования, связанные с профессионально-личностным воспитанием будущих специалистов в процессе учебно-познавательной и учебно-профессиональной деятельности; эти исследования, в некоторой мере, восполняют пробел в исследовании личности в процессе получения инженерного образования.

Обоснована система личностных качеств, представляющих наибольшую ценность для учебной и профессиональной графической деятельности, с акцентом на закономерность и необходимость формирования у будущих специалистов таких профессионально важных личностных качеств, которые оказывают существенное влияние на уровень их профессионализма и компетентности в целом и, в частности, в области современной общеинженерной графической подготовки. К таким качествам относятся: профессиональная честь и самосознание, образно-графическое мышление и пространственное воображение, техническое мышление, творческая активность, информационная и коммуникативная культура, способности саморазвития (самообучения, самоорганизации, самоконтроля). Исследована специфика влияния информатизации графической подготовки студентов на формирование профессионально важных качеств личности будущего специалиста в понятийно-терминологическом аспекте. Сформулированы определения некоторых понятий из области профессионально важных качеств личности будущего специалиста в свете информационных преобразований в инженерном графическом образовании.

Становление будущего специалиста как личности в значительной мере происходит в процессе его профессионального образования. Принципиальное значение для развития высшей школы имеет возвращение функций воспитания в вузы (Заявление VII съезда Российского союза ректоров высших учебных заведений /Бюллетень Министерства Российской Федерации. 2003.-№1.- С.6 - 9).

Анализ научных работ, посвященных совершенствованию вузовских образовательных систем, связанных с воспитанием личности (В.И.Андреев, АЛ.Веряев, Л.Г.Викторова, Л.С.Выготский, Ж.Ж.Есмуханова, Э.Ф.Зеер, ВЛХЗинченко, В.Н.Кругликов, В.М.Нестеренко, В.И.Нилова, С.А.Новоселов, Ю.ПЛоваренков, А.И.Субетто, М.С.Чванова, Ю.В.Шаронин, О.АШушерина и др.), укрепил наше убеждение в существовании актуальных проблем графической подготовки студентов технических вузов, решение которых существенно зависит от профессионального формирования личности.

Под профессионально важными качествами личности будущего специалиста мы понимаем необходимые человеческие свойства, имеющие повышенную общественную и личностную ценность, которыми должен обладать студент для успешного выполнения учебных и учебно-профессиональных обязанностей как учащийся, будущий специалист и потенциальный исполнитель определенного вида производственной деятельности, а также как целостная личность.

С опорой на опыт Всероссийского социологического исследования, проведенного в 2001 - 2002 гг. в учреждениях профессионального образования в рамках программы Минобразования РФ, нами изучено современное состояние проблемы профессионально-личностного воспитания студентов Снежин-ской государственной физико-технической академии (СГФТА). В результате экспертной оценки были выделены профессионально важные качества личности, необходимые современному специалисту. Исследование показало, что на воспитании подрастающего поколения негативно сказались изменения, начавшиеся в стране с конца 80-х годов XX столетия. Насторожил тот факт, что при распределении 32 выделенных на основании анкетного опроса опытных и молодых специалистов, преподавателей, наиболее успешных студентов-старшекурсников профессионально важных личностных качеств будущего специалиста по убыванию значимости неоднократно такие понятия, как «честность и добросовестность», «долг и ответственность» ставились недавними школьниками на последние места. Многие студенты недооценивают значимость гуманитарных знаний, общей и профессиональной культуры, интеллигентности. В начале XXI века в вузы пришли парни и девушки, которые подросли в ином общественном пространстве, в мире с исказившимися ценностями. Часть юного поколения подросла как бы вне нравственной грамотности, в отрыве от культуры и с ущемленной потребностью в совершенствовании личности.

Для педагогов технических вузов, готовящих специалистов для наукоемкой атомной отрасли пришло время задумываться над проблемами воспитания будущих специалистов, с одной стороны, - с учетом глобализации социальных и информационных процессов, с другой стороны, - с учетом специфики и значимости профессиональной деятельности на объектах атомной и ядерной промышленности и энергетики. Хотя проблема, безусловно, носит более об-

ширный характер, что подтверждено анкетным опросом первокурсников других вузов.

Закономерно, что качественная трансформация современного инженерно-графического образования связана со смещением акцентов на личностно-формирующие целевые компоненты. Этому способствует появление новых прикладных информационно-технологических графических дисциплин («Компьютерная графика», «Геометрическое моделирование», «Основы автоматизированного проектирования» и др.), в значительной мере ориентированных на повышение уровня профессиональной компетентности и культуры в сфере инженерной графики, интеллектуальное саморазвитие личности будущего специалиста.

В контурах проведенного исследования была проанализирован процесс формирования понятийно-терминологического аппарата наиболее ценных для современной графической подготовки качеств личности будущего специалиста. Исходные категории для построения концептуальной модели системы понятий важных для учебной и профессиональной графической деятельности качеств личности были выделены в результате исследования философских, психологических и педагогических научных трудов (В.Е.Алексеев, В.И.Андреев, Д.Б.Богоявленская, ААВеряев, Л.С.Выготский, П.Я.Гальперин, Э.Ф.Зеер, С.А.Новоселов, К.К. Платонов и др.), а также справочных источников, в которых даны их определения. При изучении понятийного аппарата профессионально важных качеств личности будущего специалиста были рассмотрены понятия категорий «компетентность», «профессиональная честь», «умственные способности», «интеллект», «культура», «информационная культура», «коммуникативная культура», «творчество», «техническое творчество», «саморазвитие». Мы сочли возможным развить понятийно-терминологический аппарат профессионально важных качеств личности будущего специалиста, при этом были сформулированы или уточнены определения некоторых понятий в свете информационных преобразований в инженерном графическом образовании.

Профессиональная графическая подготовка (как результат учебно-профессиональной графической подготовки) - это совокупность геометрических, инженерно-графических, информационно-технологических, методических знаний, умений и навыков из области общеинженерных дисциплин графического цикла, позволяющих решать учебно-профессиональные задачи методами геометрического моделирования плоских и трехмерных изображений и выполнять графические работы на уровне, достаточном для предстоящей учебно-профессиональной или профессиональной инженерной графической деятельности.

Актуальность проблемы ответственного отношения к учебному труду, нравственного воспитания личности в технических вузах обусловливается, в том числе, недостаточной разработанностью теории воспитания профессио-

нальной чести будущего специалиста в процессе осуществляемой ими учебно-познавательной и учебно-профессиональной деятельности.

Учебно-профессиональная честь - специфическая составляющая понятия «профессиональная честь», отражающая такой уровень развития нравственного самосознания студента в процессе его учебно-познавательной и учебно-профессиональной деятельности, при котором социальные, образовательные и профессиональные нормы, регулирующие его поведение, обретают свойство внутренних мотивов, а обеспечение высокого качества учебного труда определяется самосознанием будущего специалиста, становится целью его учебно-профессиональной деятельности.

Учебно-профессиональная честь студента как будущего специалиста объединяет такие качества личности, которые характеризуются понятиями «совесть», «долг», «ответственность», «достоинство», «самоуважение». Для вузовских графических дисциплин, как правило, изучаемых в первые два семестра, низкий уровень представления об этих качествах характерен для значительной части студентов, что негативно отражается на их дальнейшей общеинженерной и специальной подготовке, если не принимать адекватных мер педагогического воздействия.

Работа с непрерывно совершенствующимися графическими интеллектуальными информационными технологиями и системами, требует высокого интеллекта человека, его умственных способностей. Отечественные психологи, опираясь на теорию способностей (Б.Г. Ананьев, А.Г.Коваленко, С.Л.Рубинштейн, ЮАСамарин и др.), включают способности деятельности в профессионально важные качества как наиболее существенные для труда психические свойства индивида. При этом, базируясь на принципе единства сознания и деятельности, они подчеркивают, что эти качества не только проявляются, но и формируются в процессе соответствующим образом организованной деятельности. Использование в образовательном процессе технических вузов САПР и их приложений, повышающих качественный уровень профессиональной квалификации будущих специалистов, способствует развитию творческих способностей, пространственного воображения, образно-графического и технического мышления, если создать соответствующую профессионально ориентированную информационно-технологическую среду с адекватными психолого-педагогическими условиями. Психология располагает богатым эмпирическим материалом, свидетельствующим о том, что создание образов, оперирование ими в уме, по представлению, является фундаментальной особенностью интеллекта человека (И.С.Якиманская). Уникальный элемент НИТ - компьютерная графика является эффективным средством воздействия на процесс интуитивного образного мышления. Образная форма представления инженерно-графической и иной художественно-графической информации, позволяет использовать профессиональную компьютерную графику как средство системного взаимодействия левополушарного и правополушарного мышления.

Различные аспекты творчества в разное время исследовали

B.Е. Алексеев, В.И.Андреев, П.Н.Андрианов, Н.А.Бердяев, Д.Б.Богоявленский, А.М.Василевский, Л.С.Выготский, ПЯ.Гальперин, В.А.Горский, Дж.Диксон, Дж. Дьюи, Э.Ф.Зеер, Ю.Ф.Катханова, Б.М.Кедров, Т.В.Кудрявцев, А.Н.Лука, А.Я.Наин, САНовоселов, К.К.Платонов, А.И.Половинкин, Я.А.Пономарев,

C.Л.Рубинштейн, В.В.Шапкин и др. Анализ развития категории «творчество» позволил С.А.Новоселову выделить и развить систему понятий технического творчества учащихся.

Рассмотрение категории «техническое творчество» применительно к современной компьютеризированной графической подготовке студентов технического вуза потребовало выделения виртуальной составляющей технического творчества и определения понятия «виртуальное техническое творчество», или «виртуальная техническая творческая деятельность», а также уточнения определения «виртуальной реальности» применительно к инженерной компьютерной графике, реализуемой средствами интеллектуальных интерактивных систем автоматизированного проектирования.

Виртуальная реальность - это динамичное реалистичное представление геометрических, технических и иных объектов и процессов существующей действительности или воображения средствами графических информационных технологий.

Виртуальное техническое творчество, или виртуальная техническая творческая деятельность - это специфическая форма мыслительной деятельности, проявляющаяся и развивающаяся в процессе создания новых или усовершенствованных технических объектов виртуальной реальности средствами новых информационных технологий.

Методология развития виртуального технического творчества — это система педагогических принципов и способов организации и управления теоретической и практической технической творческой деятельностью студентов по выявлению новых технических задач и поиску новых технических решений, реализуемых средствами виртуальной реальности интеллектуальных конструк-торско-графических информационных технологий.

В любой сфере деятельности творчество, творческая активность предполагают высочайшее владение техникой своего дела. В качестве объяснительного принципа творческого развития учащихся (студентов) выступает теория самоорганизации (синергетики).

Интеллект человека неотделим от его культуры. Современная компьютерная техника и новые информационные технологии являются лишь средством для развития человека, а цель - сам человек, его культура. В современном мире культура оказывает решающее влияние на формирование личности, а она «важнее любых дел и любых идей, ибо все они без людей ровным счетом ничего не значат» (А.Печчеи). Высокие и наукоемкие технологии предполагают соответствующий уровень информационной, профессиональной, технической,

графической культуры. Учебно-профессиональная культура студента в современном информационном обществе уже не может рассматриваться вне информационной культуры человека, ставшей в формирующемся информационном обществе одной из важных составляющих общечеловеческой культуры.

Учебно-профессиональная культура - это культура процесса профессиональной подготовки человека, обретения им компетентности в той или иной сфере профессиональной деятельности.

Информаиионная инженерно-графическая культура специалиста - вид профессиональной информационной культуры человека, включающий совокупность знаний, умений и навыков графической деятельности, необходимых для компетентного создания, понимания, применения, хранения и передачи графической информации с использованием средств информационно-коммуникационных технологий, предполагающий осознанное принятие опыта, интеллектуальных и материальных ценностей инженерной геометрии и графики предшествующих поколений.

Инженерно-графическая культура специалиста - это вид профессиональной культуры специалиста, отражающий его компетентность в сфере знаний и умений по разработке, выполнению, пользованию и документированию инженерной графической информации. Инженерно-графическая культура с ее мощной компьютерной составляющей, как вид профессиональной культуры является важным элементом информационной инженерно-графической культуры.

Составной частью профессиональной компетентности будущего специалиста является коммуникативная культура. Это вид культуры, позволяющий осуществлять деловое взаимодействие, основанное на реализации знаний об общении при помощи сформированных коммуникативных умений и навыков. Активное учение в студенческом коллективе, предполагающее педагогическую организацию координированного взаимодействия при выполнении взаимосвязанных графических заданий между студентами различных групп и специальностей, дает плодотворные результаты в формировании коммуникативной культуры будущих специалистов.

Проблемы нравственности, интеллектуального развития и культуры личности будущего специалиста тесно переплетаются с проблемой саморазвития, самоорганизации и самоактуализации личности. В Национальной доктрине образования в РФ указывается, на то, что особенно значимым в подготовке современных специалистов с высоким уровнем профессионализма является «создание в вузах максимально благоприятных условий для формирования навыков самообразования».

Гарантированным результатом формирования выделенных профессионально важных качеств личности будущего специалиста является профессиональная компетентность в сфере традиционной и компьютерной инженерной графики.

Профессиональная компетентность будущего специалиста характеризуется готовностью выполнять учебно-профессиональную или профессиональную деятельность на достаточно высоком для определенного периода подготовки уровне профессиональной культуры и самосознания, который обеспечивает творческое саморазвитие и успешное решение задач перспективного обучения или профессиональной деятельности традиционными (ручными) способами и с использованием конструкторских информационных технологий и систем.

В четвертой главе «Системно-синергетический подход к совершенствованию графической подготовки студентов в условиях информатизации» к решению проблемы совершенствования организационно-педагогического и методического обеспечения общеинженерной графической подготовки студентов технического вуза применены принципы системно-синергетического подхода, в основе которого лежит рассмотрение объектов и процессов как самоорганизующихся и саморазвивающихся систем. Синергетический подход в педагогике - это современный системный подход к решению проблем образовательного процесса и повышения его эффективности. В педагогике синергетика открывает принципы управления и ускорения эволюции малыми, но очень эффективными организующими и управляющими воздействиями. Управление процессом информатизации при этом направлено на то, чтобы возникли не любые возможные, а желаемые структуры. Одна из основных ролей в создании, поддержании и развитии активной образовательной среды отводится информационным технологиям. Такой подход, по мнению специалистов, позволит кардинально расширить понятие фундаментальности образования, сможет создать целостное видение природы, человека и общества.

В этой связи нами изучены научные взгляды на педагогические системы в целом и системы, разработанные для оптимизации и повышения эффективности графического образования; рассмотрены их структурные и функциональные компоненты; особое внимание обращено на организационное и методическое обеспечение образовательных процессов графической подготовки в условиях информатизации и выявлены перспективные направления его совершенствования. В нашем исследовании принципы системно-синергетического подхода применены к совершенствованию организационно-педагогического и методического обеспечения графической подготовки студентов технического вуза. Синергетический подход к совершенствованию инженерной графической подготовки путем комплексного применения функционального и дидактического потенциалов интерактивных компьютерных информационных технологий инженерного назначения понимается нами как целенаправленный системный подход к решению проблемы управления эффективностью и качеством графической подготовки путем разработки и реализации педагогических принципов, методов, организационных форм и адекватных им средств обеспечения графи-

ческого образования, обладающих синергетическими свойствами объектов и процессов.

В качестве концепции реализации личностно-ориентированных целей инженерного образования как вид системно-синергетического подхода нами предложен и обоснован информационно-технологический подход, суть которого - в проектировании эффективной системы организационно-педагогического и методического обеспечения графической подготовки студентов технического вуза на основе комплексного использования функционального и дидактического потенциалов инженерных графических информационных технологий - систем автоматизированного проектирования (САПР). При этом конструкторско-графическая САПР выступает не только в роли объекта изучения, но и эффективного средства педагогической поддержки при освоении дисциплин всего современного графического цикла, способствуя формированию профессионально важных качеств личности будущих специалистов, обусловливающих успешную учебную и профессиональную графическую деятельность. В основу информационно-технологического подхода к организационному и методическому обеспечению графической подготовки в техническом вузе положено понятие новой информационной технологии, связанное с применением инженерной информационной технологии САПР, с другой стороны, - понятие информационной (компьютерной) педагогической технологии. Этот подход определяет преимущественное использование в графической подготовке интеллектуальных графических компьютерных технологий и систем, отражает концепцию информатизации инженерного графического образования в глобальном процессе информатизации всех сфер человеческой деятельности, активно влияет на теорию и практику современной графической подготовки студентов, способствуя формированию личности будущего специалиста. При этом совершенствуются не только элементы системы организационно-педагогического и методического обеспечения, но и практически все компоненты педагогической системы графической подготовки студентов технического вуза. Информационно-технологический подход к изучению фундаментальной начертательной геометрии и традиционной инженерной графики, запрограммированный на освоение новой инженерной информационной технологии, направлен на совершенствование всей педагогической системы технического вуза; под углом этого подхода совершенствуется, повышается эффективность образовательного процесса вуза в целом.

Информационно-технологический подход в современной инженерной графической подготовке студентов предполагает системную интеграцию личностно-ориентированного, эвристического, деятельностного,

акмеологического и аксиологического подходов к обучению и воспитанию будущих специалистов.

Личностно ориентированный подход нацелен на формирование личности с заданными качествами; при таком подходе графические знания, умения и

навыки, фундаментальные для инженерного образования, фактически трансформируются из целей в средство развития и самоутверждения личности будущего специалиста.

Эвристический подход заложен в интеллектуальную основу универсальных и конструкторских САПР; он способствует формированию у студентов-пользователей логического и интуитивного мышления.

Деятельностный подход характеризует сущность современной компьютеризированной графической подготовки как становление в процессе конкретного вида деятельности профессиональной компетентности будущего специалиста.

Аксиологический подход акцентирует значимость нравственных ценностей (профессиональной чести: совестливости, честности, долга и ответственности, самоуважения и чувства собственного достоинства) и культурных ценностей, как качеств личности будущего специалиста, необходимых для успешной учебно-познавательной, учебно-профессиональной и предстоящей инженерной графической деятельности будущих специалистов в условиях информационного социума.

Акмеологический подход нацеливает на достижение профессионализма, высокого уровня компетентности в сфере инженерно-графической деятельности. Для этого требуются прочные знания и умения, интеллектуальные и исполнительские способности, профессиональная культура, самостоятельность, творческая активность.

Анализ различных моделей педагогических систем позволил уточнить структуру педагогической системы инженерной графической подготовки студентов и построить ее концептуальную модель. На основании личного конструкторского и педагогического опыта использования новых информационных технологий инженерного назначения, концептуальной модели системы инженерной графической подготовки, а также анализа исследований, посвященных рассмотрению аспектов организационно-методического обеспечения, как педагогической категории, мы сочли целесообразным в современных условиях разработать педагогическую систему информационно-технологического обеспечения графической подготовки студентов технического вуза.

Система информационно-технологического обеспечения графической подготовки студентов технического вуза - это функционирующая на научно обоснованной принципиальной основе целостная педагогическая система, состоящая из взаимосвязанных компонентов, подчиненных общим целям совершенствования графического образования студентов, ориентированная на формирование профессионально важных личностных качеств будущих специалистов, обусловливающих становление компетентности и успешность в сфере учебной и профессиональной графической деятельности. Система информационно-технологического обеспечения графической подготовки является внутренним системообразующим компонентом педагогической системы инженер-

ной графической подготовки студентов технического вуза. Системный анализ позволил выявить многообразие типов связей как внутри системы информационно-технологического обеспечения графической подготовки, так и связи ее отдельных компонентов с другими объектами, объединенными в более крупные надсистемы. В структуре системы информационно-технологического обеспечения графической подготовки студентов мы выделили следующие взаимосвязанные компоненты:

• цели, соответствующие целям системы инженерной графической подготовки в условиях ее информатизации и компьютеризации;

• педагогические принципы, среди которых можно выделить общие и специфические, особенные принципы;

• способы организации общеинженерной графической подготовки студентов технического вуза с использование интеллектуальных компьютерных САПР (методы и организационные формы компьютеризированной графической подготовки);

• средства обучения и воспитания студентов в процессе графической подготовки, к которым мы относим техническое, информационное, программное обеспечение и учебно-методический комплекс графической подготовки на основе интеллектуальных компьютерных САПР.

Основной особенностью структуры разработанной нами системы является активное присутствие интеллектуальных компьютерных САПР, а также взаимовлияние компонентов внешней педагогической системы графической подготовки и компонентов системы информационно-технологического обеспечения графической подготовки студентов технического вуза.

Развитие и функционирование системы информационно-технологического обеспечения графической подготовки студентов невозможно вне структуры внешней педагогической системы графической подготовки. Обе эти системы подчинены единым целям обеспечения оптимальными средствами необходимого уровня графической подготовки будущих специалистов. Цели связаны с направленностью на формирование профессионально важных качеств личности будущих специалистов, необходимых для успешной учебной и профессиональной графической деятельности, что соответствует личностной ориентации образовательных систем и современным квалификационным требованиям к выпускникам технических вузов.

Совершенствование практического управления образовательным процессом, проектированием и реализацией способов и средств организационно-педагогического и методического обеспечения обучения и воспитания по циклу инженерных графических дисциплин осуществляется через педагогические принципы.

Общие педагогические принципы научности; целостности; единства обучающих и воспитательных воздействий; природосообразности; наглядности представления учебной и профессиональной информации; гуманизации,

демократизации и индивидуализации обучения и воспитания;личностного подхода; активности обучения; связи теории с практикой; самообучения и самосовершенствования фундаментальности и профессиональной направленности испытывают влияние информационно-технологических процессов и приобретают своеобразный оттенок. Система информационно-технологического обеспечения графической подготовки разработана с учетом выявленных закономерностей и их следствий, на основе которых были сформулированы специфические принципы совершенствования инженерного графического образования в условиях информатизации и рекомендации по их применению:

1. Принцип осознанности потребности в информатизации графической деятельности и качественной графической подготовке будущих специалистов. В основе этого принципа лежат следствия из сформулированной нами закономерности эффективной графической подготовки, которая под воздействием осознанной потребности общества и личности в условиях информатизации профессиональной деятельности и инженерного образования приобретает особенный приоритетный статус. Практическая реализация этого принципа требует от педагога углублять понимание студентами роли графической подготовки и их творческого самосовершенствования в современном инженерном образовании не только как их личной осознанной потребности, но и потребности общества.

2. Принцип актуализации дидактических возможностей функционального и интеллектуального потенциалов компьютерных систем автоматизированного проектирования (САПР). Функциональные возможности инженерных графических информационных технологий имеют очевидный и неочевидный дидактический потенциал. Преподаватель должен не только обладать геометрическими и графическими знаниями, владеть традиционными исполнительскими умениями и навыками, но и быть профессионалом в инженерной компьютерной графике, чтобы отыскать, выделить, раскрыть, наилучшими способами реализовать заложенные в интеллектуальные САПР знания и функции в образовательных целях.

3. Принцип единства организационно-педагогического, методического и технологического обеспечения общеинженерной графической подготовки. На основании этого принципа разработаны структура и содержание системы информационно-технологического обеспечения графической подготовки студентов технического вуза. Его суть в том, что педагогическая системы, функционирующей на основе информационных технологий, будет эффективной в специально созданной информационно-технологической компьютерной среде при создании специальных психолого-педагогических условий.

4. Принцип релевантности традиционной и компьютерной составляющих общеинженерной графической подготовки студентов. Сущность этого принципа заключается в генетической, структурной, функциональной, организационно-педагогической и учебно-методической взаимосвязи и взаимозависимости

традиционных и компьютерных составляющих современной графической подготовки в техническом вузе. Он предполагает синтез знаний, умений и навыков начертательной геометрии, традиционной инженерной графики, инженерной компьютерной графики (геометрического моделирования) и конструкторско-графических основ автоматизированного проектирования.

5. Принцип учета личностно-формирующих воздействий информационно-технологических способов организации графической подготовки студентов требует от педагога постоянно ориентировать свою педагогическую деятельность на главную цель системы информационно-технологического обеспечения графической подготовки студентов - формирование профессиональной компетентности в сфере современной инженерной графической деятельности благодаря воспитанию профессионально важных качеств личности будущего специалиста, предусматривая возможность учета, контроля и корректирующих воздействий на динамику профессионально-личностного становления будущего специалиста.

6. Принцип формирования ценностного отношения к продуктам учебно-профессиональной графической деятельности студентов. Сущность этого принципа состоит в том, что всякая выполняемая студентами учебно-профессиональная графическая работа должна быть важной и нужной. В обосновании стратегических и тактических задач информатизации и компьютеризации графической подготовки будущих специалистов в техническом вузе, ее целей необходимо исходить из ее ценностных аспектов, взаимосвязи личностных, общественных и государственных ценностей. Принцип предполагает использование педагогами профессионально ориентированные методы и учебные задания, благодаря которым студенты непременно приобретут новые знания и умения, необходимые для дальнейшей учебной и профессиональной деятельности, заинтересуют студентов своей значимостью для самого себя, как будущего специалиста, для близких, друзей, вуза, общества и человеческой цивилизации в целом.

7. Принцип эквивалентности обучения и воспитания в процессе графической подготовки студентов с использованием интеллектуальных графических информационных технологий. Этот принцип отражает взаимосвязь процессов обучения графическим дисциплинам с комплексным использованием функционального и дидактического потенциалов САПР и формирования профессионально важных качеств личности будущих специалистов: в процессе графической деятельности формируются именно те личностные качества, которые обусловливают ее эффективность; обладание такими качествами гарантирует успех в учебной и профессиональной графической деятельности.

8. Принцип личной заинтересованности, энтузиазма, мастерства и творческого примера педагога. Этот отражает сущность деятельности

ния и повышения эффективности графической подготовки студентов технического вуза, как фундаментальной составляющей инженерного образования.

Как общие, так и специфические педагогические принципы отражают особенности структуры системы информационно-технологического обеспечения графической подготовки студентов технического вуза.

В пятой главе «Методологические и методические аспекты информационно-технологического обеспечения графической подготовки студентов технического вуза» описаны способы совершенствования современной графической подготовки студентов, основанные на использовании функциональных возможностей и педагогического потенциала интеллектуальных компьютерных САПР. Методика информатизации графической подготовки будущих инженеров, как и методика компьютеризации преподавания всех фундаментальных общеинженерных учебных дисциплин, является сегодня одной из ключевых проблем образовательного процесса профессиональной школы.

Сформулированные в предыдущей главе педагогические принципы определяют способы управления педагогической деятельностью в разработанной нами системе, то есть методы образовательного процесса по графическим дисциплинам и формы, в которых он целенаправленно протекает, обеспеченный соответствующими средствами обучения и воспитания.

Принципы и способы организации и построения теоретической и практической педагогической деятельности в личностно-формирующих педагогических системах, составляют основу методологии образовательного процесса.

Методы на основе использования САПР конструкторско-графического назначения можно разделить на две группы:

1. Методы организации учебно-познавательной и учебно-профессиональной графической деятельности по образцу;

2. Методы, стимулирующие формирование востребованных обществом и инженерной графической деятельностью профессионально важных качеств личности будущего специалиста.

Кпервой группе относятся

• Методы аналогий. Конструкторско-графические САПР являются превосходным средством для использования и тривиальной аналогии (сходство очевидных, близких признаков), и нетривиальной, являющейся механизмом творчества.

• Методы реальной действительности. Заключаются в обращении к опыту студентов; способствуют объективной оценке окружающей действительности. Средства виртуальной реальности 3Б САПР позволяют широко использовать этот метод.

• Методы компьютерного моделирования напрямую связаны с назначением и возможностями интеллектуальных графических САПР и анимационных

приложений. Они позволяет детально разобрать способы проектирования, конструирования и функционирования технических механизмов.

Ко второй группе относятся:

• Методы геометрических трансформаций. Основаны на функциональных возможностях САПР преобразовывать объекты, манипулировать изображениями виртуальных объектов на экране монитора.

• Методы эвристического комбинирования. Основаны на возможностях САПР создавать и редактировать электронные модели технических деталей и иных объектов реальности или иных миров посредством последовательного добавления, удаления, перестановки, редактирования операций - фичеров. Могут применяться в различных модификациях в режиме сборки виртуальных изделий.

• Методы использования случайностей и ассоциаций. Эффективны при использовании взаимосвязей и взаиморазвития идей.

При внедрении НИТ в процесс инженерной графической подготовки традиционные дидактические методы претерпевают качественное изменение. Опыт показывает, что в условиях компьютеризации графического образования можно широко и многообразно использовать следующие общие педагогические методы:

• методы стимулирования и мотивации учебно-познавательной и учебно-профессиональной деятельности, определяемые новыми социальными и личностными потребностями, связанными с компьютерной модернизацией и повышением статуса инженерно-графической деятельности;

• вербальные методы с компьютерной иллюстрацией и динамической демонстрацией учебной и профессиональной информации;

• закрепление студентами изучаемого материала с использованием возможностей электронных библиотек, баз знаний САПР и визуально-динамических электронных учебных пособий на их основе;

• методы контроля эффективности педагогического процесса с использованием компьютерного самоконтроля;

• практическое комплексное применение графических знаний, умений и навыков начертательной геометрии, инженерной графики и компьютерного моделирования двух- и трехмерных геометрических, технических и иных объектов существующей и виртуальной реальности;

• самостоятельная работа студентов, предполагающая обновление ее содержания и средств на основе применения систем автоматизированного проектирования;

• методы профессиональной направленности, приближающие графические дисциплины к конструкторско-производственной деятельности благодаря возможностям виртуального автоматизированного проектирования и конструи-

рования с возможностью поиска новых технических решений и создания новых технических объектов;

• методы воспитания конкретных профессионально важных деловых и личностных качеств будущего специалиста, что достигается созданием специальной профессионально ориентированной информационно-технологической учебной среды и на ее основе специальных психолого-педагогических условий;

• методы развития и саморазвития умственных способностей, основанные на генетической ориентации интеллектуальных САПР на формирование пространственно-образного и инженерно-геометрического мышления, творческой активности;

• методы личного творческого примера педагога, который должен не только владеть классическими графическими науками, графическими умениями и высокой графической культурой, но и быть профессионалом в сфере использования инженерных графических информационных технологий.

Возникают новые возможности в успешном применении методов активного и развивающего обучения, которые опираются на использование конкретных чувственных восприятий студента; большой стимул к развитию получают индивидуальное обучение и самообразование; очевиден культурный прогресс. При необходимости этапа традиционной (ручной) подготовки в технических вузах по начертательной геометрии и инженерной графике в условиях дефицита учебного времени, отведенного на цикл графических дисциплин, обучение студентов умению работать с современными конструкторскими САПР и их приложениями способствует формированию важных качеств личности будущего инженера и повышению эффективности вузовской графической подготовки. Для этого необходимо создание специальной профессионально ориентированной информационно-компьютерной среды и соответствующих психолого-педагогических условий.

Наряду с компьютерной модернизацией классических, научно обоснованных методов, нами предложены новые методы, разработанные с комплексным использованием интеллектуальных графических информационных технологий САПР и их приложений.

Метод взаимной ответственности - в значительной мере направлен на формирование самосознания, чувства долга и ответственности, коммуникационной и информационной культуры будущих специалистов. Предполагает интеграцию, координацию и самоорганизацию учебно-профессиональной графической практической деятельности коллектива студентов. Принцип коллективизма предполагают приоритетность коллективных форм выполнения самостоятельных работ, в которых каждому студенту отводится индивидуальная роль, за качественное исполнение которой он несет моральную ответственность. Во время участия студентов СГФТА в международных и всероссийских

олимпиадах, конкурсах, выставках по инженерной и компьютерной графике и геометрическому моделированию также проявляются совместная ответственность за взятые личные обязательства, за честь института и города. В этих процессах во внутреннюю самооценку каждого студента интериоризируются оценки его партнеров по совместной деятельности.

Метод осознанного восприятия учебной информации направлен на понимание, осознание учебного материала, сбережение учебного времени при освоении графических дисциплин, развитие образно-графического мышления, формирование способности самообучения и саморазвития. Студенты должны быть освобождены от рутинной работы по бессмысленному конспектированию. На лекционных занятиях они концентрируют свое внимание на понимании учебной информации, которая должна быть интересной и доходчивой. Предлагаемые студентам конспекты не содержат непонятных сокращений, орфографических и графических ошибок. Зрительные геометрические и графические образы, реализуемые виртуальной компьютерной графикой, легче запоминаются и восстанавливаются в памяти при обращении к знакомому конспекту. Разбивая теоретический курс на тематические модули, преподаватель может чередовать или совмещать теорию с практикой на каждом занятии. Понимание, осмысленность стимулируют интерес и потребность в освоении традиционной и компьютерной инженерной геометрии и графики. При этом формируются не только интеллектуальные способности, но и графическая, информационная, коммуникативная культура, культура учебного труда, закладываются основы профессиональной компетентности будущего специалиста.

Метод дидактических ассоциаций предполагает ассоциированные с учебно-познавательной и учебно-профессиональной графической деятельностью студентов процессы сотворчества и индивидуального творчества студентов и педагога, ориентированные на поиск, проектирование, апробирование и внедрение новых методов и приемов организации образовательного процесса и самостоятельной работы студентов. Он направлен на более глубокое понимание научного, учебного и профессионального содержания графических дисциплин, способствует росту профессиональной компетентности будущих специалистов. Результатом реализации этого метода стал обширный иллюстрированный средствами компьютерного моделирования полифункциональной САПР и ее анимационных приложений учебно-методический комплекс (УМК) графической подготовки, включающий УМК по начертательной геометрии, УМК по инженерной графике, УМК по компьютерной графике и основам автоматизированного проектирования.

Фрагменты из учебных пособий по начертательной геометрии, инженерной и компьютерной графике, созданных средствами новых информационных технологий САПР

Метод виртуального творчества направлен на развитие образно-графического и пространственного мышления студентов, на преобразование учебно-профессиональной графической деятельности студентов в педагогическое и техническое творчество. Он предполагает использование функциональных возможностей графических редакторов компьютерных САПР для проектирования и динамичного конструирования средствами виртуального геометрического моделирования объектов реальности или фантазий, обладающих признаками субъективной или объективной новизны. Компьютерные ассоциативно-анимационные графические методы, синтезирующие в себе основные подходы к использованию ассоциаций в виртуальной графической анимации посредством мысленного комбинирования разнородных объектов с последующим воплощения средствами графических информационных технологий и систем, способствуют активизации пространственно-образного инженерно-геометрического мышления, формированию творческих способностей и информационной культуры студентов. Эффективность этих методов проверена на практике.

Для оценки эффективности системы информационно-технологического обеспечения графической подготовки студентов технического вуза был проведен сравнительный педагогический эксперимент, в процессе которого поэтапно оценивался уровень компетентности каждого студента, соответствующий уровню его готовности к выполнению предстоящей учебно-профессиональной графической деятельности.

Экспериментальные группы обучались по методике, в которой применялась система информационно-технологического обеспечения графической подготовки; контрольные - традиционным способом, то есть без использования в качестве педагогического средства комплекса возможностей интерактивной САПР. С целью большей объективности и доказательности эксперимент нами повторялся. В экспериментальных группах усиливалась обратная связь, акцентировалась самостоятельная и творческая работа студентов, включающая профессиональное использование компьютерного моделирования и графики средствами интеллектуальной компьютерной САПР. Мы использовали результаты тестовых и диагностических заданий по графическим дисциплинам, а также ориентировочные анкеты, составленные в соответствии с рассмотренным структурно-функциональным составом системы выделенных профессионально важных качеств будущего специалиста, отражающие с некоторой долей условности уровни сформированности этих качеств у студентов.

Для статистической обработки полученных результатов был использован непараметрический статистический метод - критерий знака, при этом динамика развития каждого из выделенных качеств личности оценивалась следующим образом. Уровень сформированном^ каждого конкретного личностного качества при первичном измерении методом анкетного опроса и экспертной оценки характеризовала случайная переменная X. Случайная переменная У характеризовала состояние того же личностного качества в том же блоке сту-

денческих групп при вторичном измерении. Усреднением экспертных оценок, занесенных в карты педагогической оценки и самооценки профессионально важных качеств личности, для каждого блока были получены две серии значений случайных переменных X и У:

Хр Х21 ■», Х„ Ур У., У^ и Хр х2,Х|, ■«, Хм; Ур Уз,1», ••>, УМ)

где: - результаты двукратного измерения конкретного личностно-

го качества у одного и того же студента; N = 30 - число студентов в блоке экспериментальных групп, а М = 35 - число студентов в блоке контрольных групп. На их основе составлено, соответственно, N и М пар вида (X, У).

Элементы каждой пары (Х|, У|) сравнивались между собой по величине, затем паре присваивался знак " + ", если Х| < У., или знак "-", если X. > У., и "0", если X. = У..

При выдвижении нулевой гипотезы предполагалось, что законы распределения случайных величин X и У одинаковы, т. е.

Н„ : Р(Х. < У.) = Р(Х, > У;) для всех 1, где Р - вероятность.

Альтернативная гипотеза Н(: Р(Х1 < У() и Р(Х( > У,) для всех 1. Для проверки гипотез подсчитывалась Т - статистика критерия.

В результате в экспериментальном блоке студенческих групп зарегистрированы положительные тенденции в развитии всех исследуемых личностных качеств по всем уровням значимости. В контрольном блоке групп положительные тенденции отмечены только в блоках интеллектуально-логических и интеллектуально-эвристических способностей, поскольку студенты контрольных групп в соответствии с требованиями государственного образовательного стандарта обязаны осваивать компьютерную графику, реализуемую средствами САПР. По большинству остальных профессионально важных качеств в контрольных группах подтверждена нулевая гипотеза, а по ряду качеств мотиваци-онной сферы отмечены и отрицательные тенденции.

Количественными показателями состояния образовательного процесса по отдельным дисциплинам вузовского графического цикла и графического курса в целом могут служить результаты суммарного итогового рейтинга -среднее арифметическое значение результирующих оценок (средний балл). В блоке контрольных групп он оказалось меньше, чем в экспериментальном блоке. Количество отличных оценок в экспериментальных группах больше на 35,72%, качество учения в экспериментальных группах выше, чем в контрольных, на 46%. Абсолютная успеваемость в экспериментальных группах на 16,6% выше, чем в контрольных. Вследствие присутствия некоторой доли случайности в характере контрольных результатов и неизбежности разброса их оценочных значений возникает вопрос: различие среднего арифметического значения итоговых оценок в блоках контрольных и экспериментальных групп обусловлено только неизбежным случайным разбросом данных или это разли-

чие столь существенно, что его нельзя объяснить одним только случайным разбросом? Поэтому была проведена проверка статистической гипотезы о равенстве двух средних с помощью X - критерия Ван дер Вардена. Это критерий значимости статистик, т. е. мера числовой оценки вероятности того, что средняя опытных измерений лежит в интервале возможных случайных вариаций генеральной средней. Выбор данного критерия обусловлен тем, что распределение оценок в экспериментальных группах явно не поддается нормальному закону (выраженное смещение в сторону отличной оценки).

Анализ результатов эксперимента показал, что традиционная организация графической подготовки студентов технического вуза, несмотря на некоторое ее оживление появлением среди графических дисциплин компьютерной составляющей, направлена лишь на развитие специфических интеллектуальных способностей. С другой стороны, эксперимент подтвердил возможность и необходимость формирования профессионально важных личностных качеств, необходимых для успешного осуществления учебной и профессиональной графической деятельности.

В экспериментальных исследованиях удалось проверить и подтвердить необходимость создания специальной профессионально ориентированной информационно-компьютерной среды и психолого-педагогических условий эффективного функционирования педагогической системы информационно-технологического обеспечения графической подготовки студентов технического вуза.

Эксперимент показал, что учебно-профессиональная компетентность в области современной инженерной геометрии и графики выше у тех студентов, у которых на более высоком уровне сформированы выделенные в процессе исследования профессионально важные качества личности.

Методом X - критерия Ван дер Вардена доказана статистическая значимость показателей качества графической подготовки и положительная роль системы информационно-технологического обеспечения графической подготовки студентов.

В заключении диссертации подведены итоги проведенного исследования и сформулированы его основныерезультаты:

1. Проанализированы научные взгляды на тенденции и перспективы информатизации образования в условиях развития человеческой цивилизации в XXI веке: задачи комплексного внедрения НИТ в сферу производства, образования и науки определяют доминирование в технических вузах профессионально ориентированных аспектов НИТ, нашедших отражение в компьютеризации учебно-профессиональной графической деятельности средствами САПР.

2. Обоснована ведущая роль инженерного образования в процессе информатизации и компьютеризации человеческой научно-технической деятельности и существенное повышение значимости и статуса инженерных графических

дисциплин в результате появления интеллектуальных конструкторских САПР в графической подготовке студентов технического вуза.

3. Проанализирована проблема организационного и методического обеспечения графической подготовки студентов технического вуза в условиях информатизации и компьютеризации, выявившая интеллектуальное, техническое и учебно-методическое несоответствие традиционных методов, организационных форм и средств обучения современному уровню информационно-технологического прогресса и новой концепции инженерного образования, что негативно сказывается на качестве графической подготовки.

4. Исследована проблема формирования профессионально важных качеств личности будущего специалиста у студентов современного технического вуза в процессе графической подготовки, организованной на основе функциональных возможностей и дидактического потенциала конструкторских САПР в контексте повышения квалификационных требований, предъявляемых обществом к выпускникам технических вузов. Это связано с прогрессивными явлениями научно-технического развития и с проблемой негативной трансформации личностного воспитания молодого поколения, истоки которой кроются в побочных эффектах социальных процессов послеперестроечного периода в нашей стране.

5. Исследовано реальное состояние сформированности профессионально важных качеств будущего специалиста атомной отрасли у студентов базового вуза; по результатам исследования выделен комплекс профессионально важных личностных характеристик, которые, с одной стороны, формируются в системе информационно-технологического обеспечения графической подготовки, с другой, - обеспечивают эффективность, и высокое качество графической подготовки.

6. Доказано, что набор выделенных в процессе исследования наиболее важных профессиональных качеств будущего специалиста лежит в основе формирования профессиональной компетентности студентов технического вуза в сфере графической подготовки.

7. Исследован и развит понятийно-терминологический аппарат выделенного комплекса профессионально важных качеств будущего специалиста применительно к современной инженерно-графической подготовке.

8. Подтверждена потребность в новых походах к графическому образованию студентов, изменения его целей, принципиальной основы, структуры, содержания, методик, средств обучения и воспитания.

9. Обоснован системно-синергетический информационно-технологический подход, примененный нами к организационно-педагогическому и методическому обеспечению графической подготовки студентов технического вуза и который позволяет совершенствовать образовательный процесс, способствует реальному повышению эффективности графической подготовки благодаря управлению формированием профессионально важных качеств будущего специалиста.

10. Разработана концептуальная модель системы информационно-технологического обеспечения графической подготовки студентов технического вуза, организованная на принципах системно-синергетического подхода; структурные и функциональные компоненты такой системы испытывают влияние педагогической надсистемы графической подготовки и отражают современную концепцию информатизации и компьютеризации инженерного образования.

11. Теоретически обосновано, что в структуру и содержание системы информационно-технологического обеспечения графической подготовки студентов технического вуза следует включить следующие взаимосвязанные компоненты:

• цели, соответствующие целям системы инженерной графической подготовки в условиях ее информатизации и компьютеризации;

• педагогические принципы, среди которых можно выделить общие и специфические, особенные принципы;

• способы организации инженерной графической подготовки студентов технического вуза с использование интеллектуальных компьютерных САПР;

• средства обучения и воспитания на основе интеллектуальных компьютерных САПР.

12. Выявлены и теоретически обоснованы основные и специфические принципы и "способы организации и управления системой информационно-технологического обеспечения графической подготовки студентов.

13. Модернизированы классические дидактические методы и разработаны новые методы совершенствования графической подготовки студентов на основе комплексного использования функционального и дидактического потенциалов САПР, направленные на повышения эффективности графической подготовки, благодаря формированию у студентов компетентности в сфере традиционной и компьютерной инженерной графики, образно-графического, пространственного, логического мышления, профессиональной чести, информационной культуры, способностей творческого саморазвития.

14. Создана информационно-технологическая компьютерная учебно-профессиональная среда, обеспеченная соответствующими средствами обучения и воспитания, такими как современная компьютерная и мультимедийная техника, периферийные устройства (принтеры и плоттеры), программные продукты конструкторско-графических информационных технологий (системы автоматизированного проектирования с возможностью трехмерного виртуального моделирования и их приложения), электронные учебные пособия и т.д.

15. Разработан, экспериментально апробирован и используется в учебных целях авторский дидактический комплекс графической подготовки на основе применяемой в атомной отрасли и учебном процессе базового технического вуза САПР.

16. Экспериментально доказаны необходимость и достаточность сформулированных в гипотезе условий.

По теме диссертационного исследования диссертантом опубликовано 3 монографии; 43 учебных пособия, в том числе 8 электронных, зарегистрированных на правах научных публикаций; 36 статей, докладов и тезисов в сборниках научных трудов и научных журналах; 13 авторских рабочих программ, 11 учебно-методических разработок и ОКР (общий объем публикаций - 561,73 п.л., авт. вкл. - 437 п.л); основные из них:

Монографии, учебные пособия

1. Чемоданова Т.В. Организационно-методическое обеспечение графической подготовки студентов на основе использования конструкторской системы автоматизированного проектирования: Моногр. - Снежинск: СГФТА,

2003. - 8,9 п.л.- 178с, ил.

2. Чемоданова Т.В. Компьютерный инжиниринг и графическое образование: Моногр. - Снежинск: СГФТА, 2004. - 17,4 п.л. - 348 с, ил.

3. Чемоданова Т.В. Синергетический подход к графическому образованию в обществе информационных технологий: Моногр. - Снежинск: СГФТА,

2004. - 7,5 п.л. -150 с, ил.

4. Чемоданова Т.В. Рго/ЕКОШЕЕК. Бга^ащ-Черчение: Учеб. пособ.; В 3-х ч. - 4.1, 2, 3. - Снежинск: СФТИ МИФИ, 1998. - 4,5 п.л.; 4,65 п.л.; 2,5 п.л. - 90с; 93с; 50с, ил.

5. Чемоданова Т.В. Рго/ЕКОГМЕЕК - 2000Ь Деталь - Сборка - Чертеж: Учеб. пособ.; В 3-х ч. - Ч. 1, 2, 3.- Снежинск: СФТИ МИФИ, 2000.- 11,65 п.л.; 8 п.л.; 12,85 п.л. - 233 с; 160 с; 257с, ил.

6. Чемоданова Т.В. Рго/ЕМОГМЕЕК: Деталь-Сборка-Чертеж: Учеб. пособ.. - М.: Нолидж; СПб.: БХВ - Петербург, 2003. - 45,15 п.л - 548 с.

7. Чемоданова Т.В. Начертательная геометрия - часть 1: Точка. Прямая. Плоскость. Преобразование проекций. Краткий иллюстрированный курс: Учеб. пособ. для студентов; В 2-х ч. - 4.1. - Снежинск: СГФТА, 2003. - 4 п.л. -80 с, ил.

8. Чемоданова Т.В. Начертательная геометрия - часть 2. Геометрические тела. Краткий иллюстрированный курс: Учеб. пособ. для студентов; В 2-х ч. - 4.2. - Снежинск: СГФТА, 2003. - 2,5 п.л. - 50 с, ил.

9. Чемоданова Т.В. Решение задач по начертательной геометрии: Учеб. пособ. для студентов. - Снежинск: СГФТА, 2000. - 12 п.л. - 240 с, ил. (в соавт. с Чемодановым М.В., авт. вкл. - 6 п.л.).

10. Чемоданова Т.В .Решение задач по начертательной геометрии: Учеб. пособ. для студентов.- Снежинск: СГФТА, 2003. - 9 п.л. - 180 с, ил. (в соавт. с Чемодановым М.В., авт. вкл. - 4,5 п.л.).

11. Чемоданова Т.В. Точка. Прямая. Плоскость: Рабочая тетрадь № 1 по начертательной геометрии. 2-е изд., перераб. - Снежинск: СГФТА, 2004. - 2,6 п.л - 52 с, ил.

12. Чемоданова Т.В. Геометрические тела: Рабочая тетрадь № 2 по начертательной геометрии. 2-е изд., перераб. - Снежинск: СГФТА, 2004. -1,4 п.л. -28 с, ил.

13. Чемоданова Т.В. Начертательная геометрия. Сборник вопросов и задач для тестирования. - Снежинск: СФТИ МИФИ, 2000. - 12,2 п.л. - 244 с, ил.

14. Чемоданова Т.В. Комплект паспортов сборочных единиц для эски-зирования деталей: Учеб. пособ. по инженерной графике. - Снежинск: СФТИ, 2001,-8п.л.-160с.:ил.

15. Чемоданова Т.В. Pro/ENGINEER. Part - Drawing - Assembly. Моделирование деталей и их чертежи: Учеб. пособ. для студентов. 3-е изд. доп. и пе-рераб. - Снежинск: СГФТА, 2003. - 21 п.л. - 420 с, ил.

16. Чемоданова Т.В. Pro/ENGINEER. Assembly. Практикум по сборке: Учеб. пособ. для студентов. - Снежинск: СФТИ, 2001.-21,4 п,л. - 428 с, ил.

17. Чемоданова Т.В. Pro/ENGINEER. Component+Component=Assembly: Учеб. пособ. для студентов. - Снежинск: СФТИ МИФИ, 2000. - 9,5 п.л. - 190 с, ил.

Научные статьи, доклады, тезисы

18. Чемоданова Т.В. Компьютерный инжиниринг в графическом образовании технического вуза //САПР и графика. 2004.- № 9. - 0,3 п.л. - С. 96 - 99.

19. Чемоданова Т.В. Учебно-методический комплекс инженерной графической подготовки на основе САПР // САПР и графика. 2004. - №10. -0,4п.л.-С.97-99.

20. Чемоданова Т.В. Олимпиады и конкурсы по компьютерной графике как метод интенсификации процессов инженерно-геометрического мышления студентов технического вуза // Педагогическая информатика. 2004. - №4. - 0,2 п.л. - С.74 - 78 (в соавт.с Чемодановым М.В.; авт. вкл. 50%).

21. Чемоданова Т.В. Развитие пространственного и творческого мышления студентов в процессе обучения работе с интеллектуальными компьютерными системами автоматизированного проектирования. В сб. «Педагогические системы развития творчества в учреждениях профессионального и дополнительного образования»: Материалы Всероссийской науч.-практ. конф. 5-6 нояб-

ря 2002г. 4.2, Екатеринбург. - Екатеринбург: «Ризограф», РГППУ, 2003. - 0,2 п.л.-С.79-82.

22. Чемоданова Т.В. Самостоятельная и опытно-конструкторская работа студентов в процессе обучения автоматизированному проектированию. В сб. «Педагогические системы развития творчества в учреждениях профессионального и дополнительного образования»: Материалы Всероссийской науч.-практ. конф. 5-6 ноября 2002 г. 4.2, Екатеринбург. - Екатеринбург: «Ризограф», РГППУ, 2003. - 0,25 п.л. - С.82 - 86.

23. Чемоданова Т.В. Роль и место компьютерного конструирования в современной инженерной подготовке: Материалы Межд. науч-практ. конф. «Снежинск и наука-2003. Современные проблемы атомной науки и техники».-Снежинск: СГФТА, 2003. - С. 284 - 286.

24. Чемоданова Т.В. Педагогическая технология на основе САПР как система качества графической подготовки в вузе: Материалы Межд. науч.-практ. конф. «Снежинск и наука-2003. Современные проблемы атомной науки и техники». Снежинск: СГФТА, 2003. - 0,2 п.л. - С. 187 -188.

25. Чемоданова Т.В. Необходимая обоснованность выбора систем автоматизированного проектирования для обучения студентов технического вуза. //Межд. межвузовский науч.-метод. сб. трудов кафедр графических дисциплин. - НЛовгород: НГТУ, 2001. - С.60 - 64.

26. Чемоданова Т.В. Образно-графическое мышление как форма технического творческого воображения. В сб. «Актуальные вопросы обучения молодежи графическим дисциплинам»: Тез. докладов V Всероссийской науч.-метод. конф. - Рыбинск: РГАТА, 2003. - 0,1 п.л. - С. 71-72.

27. Чемоданова Т.В. Формирование креативных способностей студентов в процессе освоения конструкторских САПР. В сб. «Информационные технологии в науке, проектировании и производстве (Computer-Based Conference): Материалы девятой Всероссийской науч.-техн. конф. - июнь 2003 года. -НЛовгород, 2003. - 0,05 п.л. - С.35.

28. Чемоданова Т.В. Формирование способностей самоорганизации и саморазвития в процессе графической подготовки на основе САПР. В сб. «Информационные технологии в науке, проектировании и производстве (Computer-Based Conference): Материалы девятой Всероссийской науч.-техн. конф. -июнь 2003 года. - Н.Новгород, 2003. - С. 34.

29. Чемоданова Т.В. Учебно-методический комплекс по начертательной геометрии на основе системы автоматизированного проектирования: Материалы Межд. науч.-практ. конф. «Современные информационные технологии в образовательном процессе и научных исследованиях» - Шуя: ШГПУ, 2004.0,25 п.л. - С. 200 - 205 (в соавт. с Чемодановым М.В., авт. вкл. - 0,12 п.л.).

30. Чемоданова Т.В. Компьютерное конструирование в современной инженерной подготовке и воспитание будущего специалиста. Межд. конгресс конференций «Информационные технологии в образовании ИТО-2003»: Сб. трудов. 4.3. - М., 2003. - 0,05 п.л. - С. 93 - 94.

31. Чемоданова Т.В. САПР и графика в техническом вузе. Межд. конгресс конференций «Информационные технологии в образовании ИТ0-2003»: Сб. трудов. Ч. 4. - М., 2003. - 0,15 п.л. - С. 238 - 240.

32. Чемоданова Т.В. Новые методы личностно-ориентированной графической подготовки на основе интеллектуальных систем автоматизированного проектирования: Межд. конф. «Информационные технологии в образовании ИТ0-2004»: Сб. трудов. Ч.Ш. - М.: МИФИ, 2004. - 0,1 п.л. - С. 178 -179 (в со-авт. с Чемодановым М.В., авт. вкл. - 0,05 п.л.).

Учебно-методические материалы, рабочие программы, ОКР

33. Чемоданова Т.В. Комплекты рабочих программ по начертательной геометрии и инженерной графике. 3-е изд., перераб. - Снежинск: СГФТА, 2003. -10 п.л. -200с.

34. Чемоданова Т.В. Комплекты рабочих программ по курсу «Системы автоматизированного проектирования». - Снежинск: СГФТА, 2003. - 3 п.л. -60 с.

35. Чемоданова Т.В. Комплекты рабочих программ по курсу «Основы автоматизированного проектирования». - Снежинск: СГФТА, 2003.-2 п.л.- 40с.

36. Чемоданова Т.В. Руководство по выполнению практических работ по машинной графике (AutoCAD). - Снежинск: МИФИ-6,1996. -1 п.л. - 20 с.

37. Чемоданова Т.В. Стенды образцов выполнения практических работ по начертательной геометрии и черчению (чертежно-графические работы). -Снежинск: СФТИ МИФИ, 1997. - 4,6 п.л.

38. Чемоданова Т.В. Учебный стенд по инженерной графике (чертеж-но-графические работы). - Снежинск: СФТИ МИФИ, 1997. - 5,6 п.л.

39. Чемоданова Т.В. Моделирование детали в режиме Part (Деталь): Метод, пособ. к контрольной работе №1 по курсу «САПР Pro/ENGINEER». -Снежинск: СФТИ МИФИ, 1998. -1,1 п.л. - 22 с.

40. Чемоданова Т.В. Создание чертежа детали в режиме Drawing (Черчение): Метод, пособ. к контрольной работе №2 по курсу «САПР Pro/ENGINEER». - Снежинск: СФТИ МИФИ, 1998- 0,65 п.л. -13 с.

41. Чемоданова Т.В. Метод, пособ. к контрольной работе №1 по начертательной геометрии. - Снежинск: СФТИ МИФИ, 2000.- 0,5 п.л. -10 с.

42. Чемоданова Т.В. Комплект заданий для программированного контроля по инженерной графике. - Снежинск: СГФТА, 2003.- 12 п.л. - 240 с.

43. Чемоданова Т.В. Инженерная графика. Образцы выполнения заданий по теме «Изображения: виды, разрезы, сечения. Аксонометрия»: Альбом. -Снежинск: СГФТА, 2003. - 10,4 п.л. - 208 с: ил.

44. Чемоданова Т.В. Рго/ЕМОШЕЕК: Деталь. Сборка. Чертеж: Учеб. пособ. - М: ВНТИЦ, 2004. №50200400894. - 45,15 п.л - 548 с.

45. Чемоданова Т.В.Решение задач по начертательной геометрии -Часть первая. Точка. Прямая. Плоскость: Учеб. пособ. В 2-х ч. - М.: ВНТИЦ, 2004. №50200401104.-12 п.л. - 240 с, ил. (в соавт. с Чемодановым М.В., авт. вкл. - 6 п.л.).

46. Чемоданова Т.В .Решение задач по начертательной геометрии -Часть вторая. Геометрические тела: Учеб. пособ. В 2-х ч. - М.; ВНТИЦ, 2004. №50200401105- 9п.л. - 180 с, ил. (в соавт. с Чемодановым М.В., авт. вкл. - 4,5 П.Л.).

47. Чемоданова Т.В. Альбом заданий для деталирования: Учеб. пособ. по инженерной и компьютерной графике. - М.: ВНТИЦ, 2004. №50200401106, 2004.-16,6п.л. -332 с, ил.

48. Чемоданова Т.В. Комплекты заданий по инженерной графике: Учеб. пособ. по проекционному черчению. - М.: ВНТИЦ, 2004. № 50200401107 - 9,45 п.л. -189 с, ил.

49. Чемоданова Т.В. Комплект паспортов изделий сборочных единиц: Учеб. пособ. по инженерной и компьютерной графике. - М.: ВНТИЦ, 2004. №50200401108.- 5 п.л. -100 с, ил.

50. Чемоданова Т.В. Х/д ОКР "Моделирование и выпуск ЧТД на изделие ДЭС 16.00.000 СБ "Детандерная электростанция" " (инженерная компьютерная графика) - Снежинск: СФТИ МИФИ, 1999- 1,4 п.л. - 1428 с. (авт. вкл. 21,42 п.л.).

Подл, к печ 22.12.2004 Объем 3 пл. Заказ №. 414 ТИР 100 экз.

Типография МПГУ

»--869

Содержание диссертации автор научной статьи: доктора педагогических наук, Чемоданова, Татьяна Викторовна, 2004 год

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. РОЛЬ НОВЫХ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ В

СОВРЕМЕННОМ ОБЩЕСТВЕ И ОБРАЗОВАНИИ.

1.1. Основные представления и понятия информатизации.

1.2. История, тенденции и перспективы развития ЭВТ и новых информационных технологий в инженерном образовании.

1.3. Анализ научных взглядов на информатизацию и роль новых информационных технологий в образовании.

Выводы по первой главе.

Глава 2. ИНФОРМАТИЗАЦИЯ ИНЖЕНЕРНОГО ГРАФИЧЕСКОГО

ОБРАЗОВАНИЯ КАК ПЕДАГОГИЧЕСКАЯ ПРОБЛЕМА.

2.1. Анализ педагогических исследований в области совершенствования графического образования студентов.

2.2. Компьютерный инжиниринг в графическом образовании студентов.

2.3. Применение систем автоматизированного проектирования в графическом образовании студентов.

Выводы по второй главе.

Глава 3. ПРОБЛЕМА ПОВЫШЕНИЯ ТРЕБОВАНИЙ К ЛИЧНОСТИ БУДУЩЕГО СПЕЦИАЛИСТА В АСПЕКТЕ ГРАФИЧЕСКОЙ ПОДГОТОВКИ В ВУЗЕ.

3.1. Анализ научных публикаций по проблемам формирования профессионально важных качеств личности будущего специалиста.

3.2. Проблема обоснования системы профессионально важных личностных качеств будущих специалистов в аспекте графической подготовки.

3.3. Специфика влияния графической подготовки студентов на формирование профессионально важных качеств личности будущего специалиста в условиях информатизации: понятийно-терминологический аспект.

Выводы по третьей главе.

Глава 4. СИСТЕМНО-СИНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ПОДХОД К

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЮ ГРАФИЧЕСКОЙ ПОДГОТОВКИ СТУДЕНТОВ В УСЛОВИЯХ ИНФОРМАТИЗАЦИИ.

4.1. Системно-синергетический подход к проектированию информационно-технологического обеспечения графической подготовки студентов технического вуза.

4.2. Концептуальная модель системы информационно-технологического обеспечения графической подготовки студентов технического вуза.

4.3. Особенности структуры системы информационнотехнологического обеспечения графической подготовки студентов технического вуза.

Выводы по четвертой главе.

Глава 5. МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ И МЕТОДИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ

ИНФОРМАЦИОННО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ГРАФИЧЕСКОЙ ПОДГОТОВКИ СТУДЕНТОВ ТЕХНИЧЕСКОГО

ВУЗА.

5.1. Способы и средства графической подготовки на основе интеллектуальной системы автоматизированного проектирования.

5.2. Учебно-методический комплекс графической подготовки студентов.

5.3. Результаты экспериментального исследования эффективности системы информационно-технологического обеспечения графической подготовки студентов.

Выводы по пятой главе.

Введение диссертации по педагогике, на тему "Система информационно-технологического обеспечения графической подготовки студентов технического вуза"

Актуальность исследования определяется назревшей в современных социально-экономических условиях потребностью в специалистах высокого уровня профессиональной компетентности, в том числе в сфере традиционной и автоматизированной инженерной графики. Это требует развития педагогических систем общеинженерной графической подготовки студентов, создания в технических вузах профессионально-ориентированной информационно-технологической среды и адекватных ей психолого-педагогических условий, направленных на совершенствование процесса графической подготовки студентов и повышение ее эффективности, с целью формирования значимых для учебной и профессиональной графической деятельности способностей и качеств личности будущих специалистов.

Педагогическая наука, поддерживающая инновационную образовательную парадигму, стремится преодолеть существующий разрыв между необходимым и фактическим уровнем профессиональной подготовки в российских вузах (К.Я.Вазина, А.А.Вербицкий, М.Н.Катханов, Ю.Ф.Катханова, В.В.Карпов,

B.Н.Крутиков, О.К.Лихачев, Л.М.Пыжевич, A.M.Саранов, О.К.Филатов и др.).

Общеинженерная графическая подготовка студентов при условии совершенствования ее организационно-педагогического и методического обеспечения в направлении соответствия информационно-технологическому прогрессу и современным квалификационным требованиям, предъявляемым обществом к выпускникам технических вузов, может внести реальный вклад в решение этой задачи.

Изучением и разрешением различных проблем совершенствования графического образования будущих специалистов серьезно занимались многие ученые-педагоги: И.Н.Акимова, Л.В.Андреева, О.В.Анякина, А.Я.Блаус, А.Д.Ботвинников, Г.Ф.Горшков, Ж.Ж.Есмуханова, В.И.Нилова, Н.Г.Плющ, Г.А.Хомиченко, Н.Ф.Четверухин, В.И.Якунин и др.

Современная общеинженерная графическая подготовка оказалась в эпицентре информатизации профессионального образования. Информатизации образования, которая стала одним из главных условий общественного прогресса, в современном информационно-технологическом мире принадлежит особая роль (В.Н.Агеев, С.А.Алексеев, Б.Н.Богатырь, Т.П.Воронина, Б.С.Гершунский, А.Л.Денисова, В.А.Извозчиков, Е.И.Машбиц, И.В.Роберт, Б.Я.Советов, О.К.Тихомиров,

C.А.Христочевский и др.). Она подразумевает коррекцию содержания образования в соответствии с требованиями научно-технических достижений, совершенствование методики обучения и воспитания на основе современных компьютерных технологий и предполагает использование в образовательном процессе таких новых информационных технологий (НИТ) как автоматизированные обучающие системы (АОС), ориентированные на различные сферы жизни и профессиональной деятельности человека, телекоммуникационные системы и сети высокой производительности. В графической подготовке студентов технических вузов появились уникальные информационные технологии - системы автоматизированного проектирования (САПР). С появлением в технических вузах интеллектуальных компьютерных систем автоматизированного проектирования роль графической подготовки в фундаментальном инженерном образовании существенно возросла: расширилась содержательная область графической подготовки, обогатились ее интеллектуально-творческие возможности, утвердилась культурно-мировоззренческая значимость, наметилась личностно-развивающая ориентация.

Это стимулировало начало исследований, связанных с обучением студентов работе с интеллектуальными интерактивными графическими информационными технологиями и системами автоматизированного проектирования (В.В.Алейников, Г.В.Виноградова, Г.Ф.Горшков, Е.А.Ерофеева, Г.М.Овчинникова и др.), а также с решением проблемы формирования профессионально важных качеств личности будущего специалиста, являющихся целью и необходимым условием эффективности графической подготовки (В.Н.Кокурошникова, В.И.Нилова и др.).

Проведенный анализ показал, что на сегодняшний день не решены проблемы активизации развития образно-графического мышления и пространственного воображения у будущих инженеров, воспитания интеллектуальной, культурной, творческой личности в условиях применения в образовательном процессе технического вуза графических информационных технологий и систем.

Не систематизированы результаты исследований по применению новых информационных технологий в процессе развития профессионально значимых деловых и личностных качеств будущих специалистов (С.А.Алексеев, А.В.Богомолов, Г.П.Волкова, И.С Ладенко, Н.В.Сафонова, А.Н.Филатов и др.), при этом важно отметить, что формирование этих качеств не является побочным эффектом обучения, не происходит само по себе. Напротив, как отмечается в многочисленных исследованиях (Л.В.Андреева, Т.А.Варенцова, А.Ш.Гусейнов, В.А.Кор-вяков, Н.Б.Крылова, А.В.Мудрик и др.), воспитание таких качеств у студенческой молодежи требует особого внимания и специального педагогического воздействия, для чего в технических вузах необходимо сознательно создавать соответствующую атмосферу. Современная общеинженерная графическая подготовка должна содержать в структуре целей и содержании организационно-педагогической и методической работы совокупность элементов формирования на основе системного применения интеллектуальных компьютерных САПР значимых для учебной и профессиональной графической деятельности качеств личности. Исследования, проведенные нами в 1996-2004 годах, подтвердили это положение.

Таким образом, несмотря на то, что в течение последнего десятилетия опубликованы многочисленные результаты исследований педагогов высшей профессиональной школы, посвященные компьютеризации инженерной графической подготовки, в их работах не рассмотрены специфические аспекты решения проблемы совершенствования общеинженерной графической подготовки в технических вузах в условиях информатизации на основе использования дидактического и функционального потенциалов интеллектуальных компьютерных систем автоматизированного проектирования.

Следует отметить также, что до сих пор отсутствуют единые подходы к решению проблемы создания в технических вузах системы информационно-технологического обеспечения общеинженерной графической подготовки будущих специалистов, интегрирующей в себе необходимые компоненты организационно-педагогического, методического и технологического обеспечения традиционной и компьютерной инженерной графики.

Это позволило нам сделать предположение о необходимости теоретического обоснования и экспериментальной проверки эффективности системы информационно-технологического обеспечения общеинженерной графической подготовки студентов технического вуза, которая в условиях информатизации и компьютеризации приобретает особый приоритетный статус в фундаментальном инженерном образовании. Направленный на решение этой научной проблемы анализ диссертационных трудов, статей и монографий, а также обобщение практического опыта графической подготовки студентов технических вузов позволили установить следующие противоречия в системе графической подготовки будущих специалистов между:

• объективно существующей стратегической потребностью общества в специалистах, имеющих фундаментальную общеинженерную графическую подготовку, способных квалифицированно и творчески использовать в научной и практической деятельности интеллектуальные компьютерные графические технологии и системы, и недостаточным уровнем традиционно существующего организационно-педагогического и методического обеспечения графической подготовки в технических вузах, не учитывающих глобальных процессов, происходящих в информационно-технологическом социуме;

• низким уровнем сформированности у значительной части студентов младших курсов таких профессионально важных качеств личности, как чувство долга и ответственности, самосознание, логическое, образно-графическое, пространственное, техническое мышление, способность профессионального творческого саморазвития, информационная и коммуникативная культура, и высоким уровнем требований к развитию этих качеств для успешной учебно-познавательной и учебно-профессиональной графической деятельности будущих специалистов.

• потенциальными возможностями использования интеллектуальных компьютерных 3-мерных (3D) инженерных САПР в качестве педагогического средства формирования профессионально важных для учебно-познавательной, учебно-профессиональной и профессиональной графической деятельности качеств личности будущих специалистов и традиционными подходами к организации и педагогическому обеспечению процесса обучения графическим дисциплинам, не использующими эти возможности;

• разносторонностью и результативностью проведенных исследований по проблематике совершенствования и повышения качества графической подготовки и недостаточным научным обоснованием системно-синергетического потенциала компьютерных информационных технологий автоматизированного проектирования для интеграции необходимых компонентов организационно-педагогического, дидактического и методического обеспечения общеинженерной графической подготовки студентов.

Анализ выделенных противоречий позволил сделать предположение о их разрешимости в системе информационно-технологического обеспечения общеинженерной графической подготовки студентов технического вуза, интегрирующей в себе необходимые компоненты организационно-педагогического и методического обеспечения на основе использовании функциональных и дидактических возможностей интеллектуальных компьютерных САПР и ориентированной на формирование личностных качеств будущего специалиста, значимых для его учебной и профессиональной графической деятельности.

Из выявленных противоречий вытекает педагогическая проблема: какими должны быть принципы, способы организации и структура системы информационно-технологического обеспечения общеинженерной графической подготовки студентов технического вуза, чтобы в процессе учебно-познавательной и учебно-профессиональной графической деятельности студентов формировались профессионально важные личностные качества, гарантирующие соответствие результатов общеинженерной графической подготовки будущих специалистов поставленным целям и современным квалификационным требованиям к выпускникам технических вузов, предъявляемым высоким уровнем социально-экономического и информационно-технологического развития?

Исследование путей решения этой проблемы привело к необходимости углубленного анализа систем организационно-педагогического и методического обеспечения общеинженерной графической подготовки студентов в информационно-технологическом, профессионально ориентированном и личностно-формирующем аспектах для научного осмысления и оценки системносинергетического потенциала трехмерных (3D) САПР, универсальности их функциональных и дидактических возможностей. Результаты этого анализа привели к идее разработки системы информационно-технологического обеспечения графической подготовки студентов технического вуза. При этом проблема использования трехмерных (3D) интеллектуальных компьютерных САПР в современном блоке общеинженерных графических дисциплин должна рассматриваться комплексно, как проблема обучения собственно инженерной компьютерной графике, виртуальному электронному моделированию и основам автоматизированного проектирования, и как проблема реализации потенциальных обучающих и личностно-формирующих возможностей средств этих профессиональных НИТ.

Цель исследования - научное обоснование, разработка и экспериментальная проверка эффективности системы информационно-технологического обеспечения графической подготовки студентов технического вуза.

Объект исследования - система графической подготовки студентов технического вуза в условиях информатизации и повышения квалификационных требований к выпускникам технических вузов.

Предмет исследования - принципы, способы организации, структура и функционирование системы информационно-технологического обеспечения графической подготовки студентов технического вуза на основе использования компьютерных графических информационных технологий.

Гипотеза исследования состоит в следующем.

1. Предполагается, что в процессе учебно-познавательной и учебно-профессиональной графической деятельности студентов будут сформированы профессионально важные личностные качества, гарантирующие соответствие результатов графической подготовки будущих специалистов поставленным целям и современным квалификационным требованиям к выпускникам технических вузов, если в вузе будет организована система информационно-технологического обеспечения графической подготовки студентов, интегрирующая в себе необходимые компоненты организационно-педагогического и методического обеспечения на основе использовании функциональных и дидактических возможностей интеллектуальных компьютерных САПР.

2. Предполагается, что эффективность функционирования системы информационно-технологического обеспечения графической подготовки студентов зависит от выполнения следующих условий:

- в основу организации системы должны быть положены такие специфические педагогические принципы как: принцип осознанной потребности в информатизации графического образования и качественной графической подготовке будущих специалистов; актуализации дидактических возможностей функционального и интеллектуального потенциалов компьютерных систем автоматизированного проектирования (САПР); единства организационно-педагогического, методического и информационно-технологического обеспечения общеинженерной графической подготовки; релевантности традиционной и компьютерной составляющих общеинженерной графической подготовки студентов; учета лич-ностно-формирующих воздействий информационно-технологических способов организации графической подготовки студентов; формирования ценностного отношения к продуктам учебно-профессиональной графической деятельности студентов; эквивалентности обучения и воспитания в процессе графической подготовки студентов с использованием интеллектуальных графических информационных технологий; личной заинтересованности, энтузиазма, мастерства и творческого примера педагога;

- в структуру и содержание системы информационно-технологического обеспечения графической подготовки студентов технического вуза будут включены следующие необходимые компоненты: подсистема методов и приемов организации образовательного процесса графической подготовки студентов с использованием интеллектуальных компьютерных САПР; подсистема организационных форм образовательного процесса, построенных на основе использования интеллектуальных компьютерных САПР; подсистема учебных и учебно-методических пособий, адекватных выбранным средствам, методам и организационным формам (учебно-методический комплекс общеинженерной графической подготовки на основе использования интеллектуальных компьютерных САПР);

- функционирование системы информационно-технологического обеспечения графической подготовки студентов технического вуза будет организовано в специально созданной информационно-технологической компьютерной учебно-профессиональной среде, обеспеченной соответствующими организационно-педагогическими, техническими и программными средствами обучения и воспитания, такими как современная компьютерная и мультимедийная техника, периферийные устройства (принтеры и плоттеры), программные продукты конструк-торско-графических информационных технологий (системы автоматизированного проектирования с возможностью трехмерного виртуального моделирования и их приложения), электронные учебные пособия и т.д.

В соответствии с поставленной целью и сформулированной гипотезой исследования в работе решались следующие задачи :

1. Определить роль и место интеллектуальных инженерных систем автоматизированного проектирования в графической подготовке студентов технического вуза на основе анализа тенденций развития новых информационных технологий в профессиональном образовании.

2. Проанализировать проблему организационного и методического обеспечения качества графической подготовки студентов технического вуза в условиях информатизации и компьютеризации образования.

3. Проанализировать проблему повышения требований к личности будущего специалиста в аспекте общеинженерной графической подготовки, организованной на основе функциональных возможностей и дидактического потенциала интеллектуальных компьютерных САПР.

4. На основе системно-синергетического подхода разработать концептуальную модель системы информационно-технологического обеспечения графической подготовки студентов технического вуза.

5. Выявить и обосновать основные и специфические принципы и способы организации и управления системой информационно-технологического обеспечения графической подготовки студентов.

6. Разработать авторский учебно-методический комплекс графической подготовки на основе использования интеллектуальных компьютерных САПР и методику его реализации.

7. Экспериментально доказать необходимость и достаточность сформулированных в гипотезе условий.

Теоретико-методологической основой исследования являются труды исследователей по проблемам: философии, теории, методологии и практики информатизации образования: (В.Н.Агеев, В.В.Алейников, Б.Н.Богатырь, А.А.Веря-ев, Т.Н.Воронина, В.П.Линькова, С.Пейперт, И.В.Роберт, Н.Н.Серебрякова, М.С.Чванова и др.); развития и применения систем искусственного интеллекта (С.В.Астанин, А.А.Зенкин, В.П.Зинченко, А.И.Змитрович, Г.С.Поспелов, В.М.Сергеев, О.К.Тихомиров и др.); подходов, использующих методы системного анализа (В.П.Беспалько, А.Я.Блаус, Л.Г.Викторова, Г.Ф.Горшков, Н.А.Довгалевская, З.Д.Жуковская, Т.А.Ильина, Н.В.Кузьмина, А.И.Уемов, Э.Г.Юдин и др.); оптимизации образовательного процесса на основе НИТ (С.И.Дворецкий, А.Л.Денисова, Д.Джонассен, Л.Х.Зайнутдинова, В.А.Извозчиков, О.К.Лихачев, Д.П.Муравлев, В.В.Петрусинский, И.В.Роберт, А.В.Соловов и др.); профессионального обучения пользователей новых информационных технологий в высшей школе (В.В.Алейников, Г.В.Виноградова, Е.А.Ерофеева, О.К.Тихомиров и др.); психологии личности и психологических аспектов обучения и воспитания (Б.ГАнаньев, В.И.Андреев, А.Г.Асмолов, Л.А.Барановская, Л.С.Выготский, П.Я.Гальперин, Дж.Гилфорд, В.В.Давыдов, Э.Ф.Зеер, Е.П.Ильин, А.Г.Ковалев, И.С.Ладенко, Н.Д.Левитов,

A.Н.Леонтьев, С.П.Ломов, А.К.Маркова, А.Маслоу, Т.А.Матис, Л.И.Рувинский,

B.М.Симонов, М.А.Тимошенко и др.); совершенствования учебно-воспитательного процесса в высшей школе (В.П.Зинченко, А.И.Кочетов, В.С.Кузин, Б.Т.Лихачев, А.В.Мудрик, С.А.Новоселов, Е.В.Шорохов и др.); содержания профессионального образования и качества общетехнической подготовки студентов профессиональной школы (С.И.Архангельский, Ю.К.Бабанский, С.Я.Батышев, В.С.Безрукова, О.В.Варникова, К.Н.Катханов, В.С.Леднев, И.Я.Лернер, И.П.Подласый и др.); графической подготовки будущих специалистов (И.Н.Акимова, А.Я.Блаус, Ж.Ж.Есмуханова, Б.Ф.Ломов, Л.А.Найниш, В.И.Нилова, С.А.Фролов, И.С.Якиманская, В.И.Якунин и др.); педагогической технологии (В.П.Беспалько, А.А.Вербицкий, В.Н.Воронин, Т.Ф.Гурова, О.В.Долженко, З.Д.Жуковская, З.З.Кирикова, В.А.Крутецкий, А.Я.Савельев, Н.Ф.Талызина, Ю.Г.Татур, О.К.Филатов, В.Л.Шатуновский и др.).

В качестве источниковедческой базы использовались документы, специальная литература, публикации в научных сборниках и специализированных журналах, монографическая литература и диссертационные исследования, а также материалы по тематике настоящего исследования, полученные на основе информационного поиска в Internet. Среди них: электронные каталоги Российской государственной библиотеки, электронная документация, размещенная на сайте Министерства образования Российской Федерации, материалы международных, всероссийских, межвузовских, региональных и отраслевых конференций.

Для решения поставленных задач в исследовании использовалась совокупность методов:

• теоретические методы:

- анализ педагогической, психологической, философской, методической, технической литературы и информации, размещенной на сайтах Internet, по проблеме исследования;

- системно-синергетический подход для определения основ педагогического проектирования;

- синтез, абстрагирование, конкретизация, моделирование;

- сравнительный анализ нормативных документов, учебных программ, содержания научных исследований и публикаций, определяющих роль и место новых информационных технологий прикладного назначения в системе высшего профессионального образования;

- изучение передового педагогического опыта;

- рефлексия собственной учебной и педагогической деятельности;

• эмпирические методы:

- наблюдение;

- анкетирование и собеседование при работе со студентами и преподавателями;

- изучение продуктов традиционного и компьютерного графического творчества студентов;

- сбор и обобщение оперативной информации по вопросам создания и применения традиционных и электронных учебных пособий путем участия в межвузовских, региональных, отраслевых, всероссийских и международных конференциях по актуальным вопросам графического образования молодежи и графическим информационным технологиям и системам;

- педагогический эксперимент;

- экспериментальная опытно-конструкторская работа (ОКР) и научно-методическая работа со студентами по линии НИРС;

- подготовка студентов к участию в международных, всероссийских, региональных олимпиадах и конкурсах по инженерной графике и графическим информационным технологиям и системам;

• методы математической статистики для обработки результатов экспери мента.

Иллюстративный и дидактический материал по методическому обеспечению графической подготовки студентов, а также представленные в диссертации учебно-профессиональные работы студентов Снежинской государственной физико-технической академии выполнены средствами универсальной параметрической компьютерной системы автоматизированного проектирования Рго/ENGINEER (Parametric Technology Corporation, США).

Научная новизна исследования состоит в том, что в нем:

• обоснована зависимость качества графической подготовки студентов технического вуза от степени реализации системно-синергетического потенциала компьютерных информационных технологий автоматизированного проектирования в процессе интеграции необходимых компонентов организационно-педагогического, дидактического и методического обеспечения общеинженерной графической подготовки студентов;

• предложена концептуальная модель и на ее основе разработана система информационно-технологического обеспечения графической подготовки студентов технического вуза, функционирование которой способно обеспечить наиболее полную реализацию системно-синергетического потенциала ф компьютерных информационных технологий автоматизированного проектирования в процессе интеграции необходимых компонентов организационно-педагогического, дидактического и методического обеспечения общеинженерной графической подготовки студентов;

• сформулированы специфические принципы организации системы информационно-технологического обеспечения графической подготовки студентов технического вуза и рекомендованы правила их реализации;

• обоснована необходимость создания специальной компьютерной учебно-■ф. профессиональной среды, оптимальной для функционирования системы информационно-технологического обеспечения графической подготовки студентов технического вуза,

• разработан авторский учебно-методический комплекс (УМК) по современному циклу графических дисциплин, в который входят рабочие программы, методические разработки, демонстрационные и стендовые материалы, 21 учебное пособие, в том числе 8 электронных, зарегистрированных в установленном порядке на правах научных публикаций, включающий в качестве составляющих: УМК по начертательной геометрии, УМК по инженерной графике, УМК по компьютерной графике и основам автоматизированного проектирования.

Теоретическая значимость исследования заключается во вкладе в теорию профессионального образования следующих его результатов:

• теоретически обоснован системно-синергетический подход к совершенствованию графической подготовки студентов технического вуза, основанный на комплексном использовании функциональных возможностей и дидактического потенциала интеллектуальных компьютерных САПР в направлении формирования в процессе учебно-познавательной и учебно-профессиональной графической деятельности студентов профессионально важных личностных качеств будущего специалиста;

Щ • разработаны теоретические модели педагогической системы графической подготовки студентов в условиях информатизации и системы информационно-технологического обеспечения графической подготовки студентов технического вуза;

• выделена и развита система понятий и терминов, отражающая наиболее существенные стороны исследуемых профессионально важных качеств в условиях информатизации и компьютеризации графической подготовки;

• теоретически обоснованы и разработаны способы реализации авторского дидактического комплекса, ориентированного на совершенствование и повышение эффективности графической подготовки и формирование проф фессионально важных для графической деятельности качеств будущего специалиста.

Практическая значимость исследования заключается в следующем:

• исследование может быть использовано педагогическими и научно-педагогическими работниками профессионального образования, а также непосредственно студентами в целях повышения качества преподавательской, научно-исследовательской, учебно-познавательной, учебно-профессиональной и профессиональной инженерно-графической деятельности; результаты исследования использованы при разработке учебных планов, рабочих программ, учебных пособий, методических рекомендаций по курсам «Начертательная геометрия», «Инженерная графика», «Компьютерная графика», «Основы автоматизированного проектирования», а также курсовых и исследовательских работ конструкторского направления в Сне-жинской государственной физико-технической академии, готовящей квалифицированных специалистов для Российского Федерального ядерного центра; разработанный и апробированный в процессе графической подготовки как в традиционных, так и электронных (дистанционных) вариантах исполнения, авторский учебно-методический комплекс, созданный посредством интеллектуальных компьютерных САПР, может быть адаптирован к различным компьютерным графическим системам и использован другими вузами в образовательном процессе по графическим дисциплинам; результаты диссертационного исследования используются в образовательном процессе подготовки будущих инженеров специальностей «Приборостроение», «Средства поражения и боеприпасы», «Динамика и прочность машин», «Технология машиностроения», «Ядерная физика», для подготовки преподавателей из числа успешных студентов, обучения и повышения квалификации преподавателей графических дисциплин в Сне-жинской государственной физико-технической академии; авторские учебные пособия и практические руководства используются для обучения специалистов Российского Федерального ядерного центра Всероссийский научно-исследовательский институт технической физики (РФЯЦ ВНИИТФ), Института сильноточной электроники Сибирского отделения РАН, графической подготовки студентов вузов Москвы, Санкт-Петербурга и др. вузов; на основании Положения о порядке присвоения учебным изданиям грифа Министерства образования Российской Федерации, утвержденного приказом Минобразования России от 14.07.1999 № 81, учитывая заключение Учебно-методического объединения вузов Российской Федерации по университетскому политехническому образованию от 17.02.2003 № 16-06/93, рецензии независимых экспертов, Министерство приняло решение о присвоении учебному изданию «Рго/ENGINEER. Деталь-Сборка-Чертеж» грифа «Допущено Министерством образования Российской Федерации в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений, обучающихся по специальности «Средства поражения и боеприпасы» направления подготовки дипломированных специалистов «Оружие и системы вооружения»;

• обучаясь по разработанной методике, только в 2002-2004 гг. студенты СГФТА стали победителями и призерами следующих олимпиад и конкурсов: X.XII Всероссийских и I Международной олимпиад студентов по графическим информационным технологиям и системам (НГТУ - Н.Новгород), региональной олимпиады студентов по САПР КОМПАС (ОмГТУ - Омск), 5-й и 6-й Всероссийских дистанционных олимпиад учащейся молодежи по дисциплинам графического цикла (РГАТА - Рыбинск), 4-го Международного конкурса пользователей инженерных графических технологий компании Parametric Technology Corporation (США), 6-го Всероссийского конкурса «КОМПЬЮТЕРНЫЙ ИНЖИНИРИНГ-2004» (МАТИ - Москва);

• профессиональная компетентность в сфере современной инженерной графики, высокий уровень умений и навыков работы с мощными графическими информационными технологиями и системами автоматизированного проектирования, а также личностные качества, сформированные в процессе общеинженерной графической подготовки, позволяют студентам СГФТА выполнять крупные ответственные и наукоемкие работы, связанные с профессиональным использованием конструкторских модулей и графических редакторов интеллектуальных компьютерных систем автоматизированного проектирования.

Основные этапы исследования:

1 этап: (1997 - 1998 г.г.) - исследовалось явление всеобщей информатизации и компьютеризации, анализировался процесс внедрения новых информационных технологий в образование, проводилось изучение нормативной документации по изучаемым вопросам, оценивались роль и место интеллектуальных компьютерных САПР в графической подготовке высшей профессиональной школы; изучался опыт обучения студентов компьютерной графике и геометрическому моделированию за рубежом и в России; обосновывалось программное обеспечение САПР для использования в образовательном процессе вуза; выявлялись закономерности эффективной учебно-познавательной и учебно-профессиональной графической деятельности студентов; выяснялось состояние проблемы формирования профессионально важных личностных качеств будущего специалиста в технических вузах и пути ее решения; исследовалось организационно-педагогическое и методическое обеспечение графической подготовки студентов с целью проектирования эффективных систем общеинженерной графической подготовки студентов, нацеленных на формирование качеств личности будущего специалиста; анализировался понятийно-терминологический аппарат; накапливался эмпирический материал для последующей исследовательской работы; выявлялись противоречия, разрабатывалось направление решения исследуемой проблемы, формулировалась гипотеза, определялись объект, предмет, цели, задачи и методика исследования. 0 2 этап: (1998 - 1999 г.г.) - проводились констатирующие эксперименты по изучению уровня школьной подготовки первокурсников по геометрии и черчению; анализировались показатели контрольных мероприятий по оценке знаний, умений и навыков фундаментальных общеинженерных графических дисциплин - начертательной геометрии, инженерной графики, инженерной компьютерной графики; шло изучение продуктов графического творчества студентов; проводилось анкетирование студентов, преподавателей и специалистов Российского Федерального Ядерного Центра для определения состояния проблемы воспитания профессионально важных качеств будущего специалиста; определялись наиболее значимые для профессиональной графической деятельности личностные качест-* ва специалиста; разрабатывались авторские рабочие программы и календарные планы нового курса «Основы автоматизированного проектирования» и прикладных учебных дисциплин, ориентированных на обучение студентов профессиональной работе с интерактивными САПР; шел поиск эффективных методик графической подготовки студентов, основанных на комплексном использовании функционального и педагогического потенциалов интеллектуальных компьютерных САПР; разрабатывались компоненты системы информационно-технологического обеспечения графической подготовки студентов технического вуза.

3 этап: (1999 - 2002 г.г.) - разрабатывались теоретические основы проектирования и функционирования системы информационно-технологического обеспечь чения графической подготовки студентов технического вуза; проводились экспериментальные исследования по формированию познавательных, мотивационных, деятельностных и эмоционально-волевых компонентов готовности к предстоящей графической подготовке и деятельности на более высоком учебном и профессиональном уровне, с творческим использованием интеллектуальных систем автоматизированного проектирования; исследовались и разрабатывались модели формирования конкретных профессионально важных личностных качеств будущего специалиста, необходимых для успешной инженерной графической подготовки и практики; определялись критерии оценки уровня их развития; уточнялась рабочая гипотеза; проводился анализ возможностей использования внутренних ^ компьютерных коммуникационных сетей (лаборатории компьютерной графики и параметрического моделирования, электронной библиотеки) как средств профессионально и личностно ориентированной графической подготовки студентов; велась опытно-экспериментальная работа по внедрению разработанной системы информационно-технологического обеспечения графической подготовки в Сне-жинской государственной физико-технической академии; вносились изменения в систему профессиональной подготовки будущих инженеров с учетом новых возможностей инженерных информационных технологий; адаптировались системы формирования конкретных профессионально важных качеств личности будущего специалиста к графической подготовке на основе непрерывного обучения сту-ф дентов работе с интеллектуальными компьютерными САПР.

4 этап (2002 - 2004 г.г.) - осуществлялся систематический теоретический анализ и обобщение результатов опытно-экспериментальной работы по совершенствованию образовательного процесса графической подготовки студентов, нацеленной на формирование важных для учебной и профессиональной графической деятельности личностных качеств будущего специалиста; обобщались научные факты, формировались основные выводы; подтверждена гипотеза, что в результате создания в техническом вузе информационно-технологической учебно-профессиональной среды при определенных психолого-педагогических условиях в процессе учебно-познавательной и учебно-профессиональной графиче-# . ской деятельности у студентов будет развит комплекс наиболее важных в профессиональном отношении личностных качеств, обеспечивающих формирование профессиональной компетентности будущих специалистов в сфере традиционной и автоматизированной инженерной графической деятельности, гарантирующих соответствие результатов графической подготовки будущих специалистов поставленным целям и современным квалификационным требованиям к выпускникам технических вузов, предъявляемым высоким уровнем социально-экономического и научно-технического развития; методами математической статистики осуществлялась обработка полученных в процессе исследования данных; полученные результаты внедрялись в практику; завершалось оформление ф результатов научного исследования; изданы авторские учебные пособия для студентов технических вузов и монография.

На защиту выносятся следующие положения:

- Реализация системно-синергетического потенциала компьютерных информационных технологий автоматизированного проектирования в процессе интеграции необходимых компонентов организационно-педагогического, дидактического и методического обеспечения общеинженерной графической подготовки студентов технических вузов позволит привести в соответствие результаты учебно-познавательной и учебно-профессиональной графической деятельности будущих специалистов с современными квалификационными требованиями к графической подготовке выпускников технических вузов. Реализации системно-синергетического потенциала компьютерных информационных технологий автоматизированного проектирования способствует создание системы информационно-технологического обеспечения графической подготовки студентов технического вуза.

- В основу организации системы информационно-технологического обеспечения графической подготовки студентов должны быть положены следующие специфические педагогические принципы: принцип осознанной потребности в информатизации графического образования и качественной графической подготовке будущих специалистов; актуализации дидактических возможностей функционального и интеллектуального потенциалов компьютерных систем автоматизированного проектирования (САПР); единства организационно-педагогического, методического и технологического обеспечения общеинженерной графической подготовки; релевантности традиционной и компьютерной составляющих общеинженерной графической подготовки студентов; учета лич-ностно-формирующих воздействий информационно-технологических способов организации графической подготовки студентов; формирования ценностного отношения к продуктам учебно-профессиональной графической деятельности; эквивалентности обучения и воспитания в процессе графической подготовки студентов с использованием интеллектуальных графических информационных технологий; личной заинтересованности, энтузиазма, мастерства и творческого примера педагога.

- Достижению целей системы информационно-технологического обеспечения графической подготовки студентов технического вуза способствует включение в ее структуру следующих необходимых компонентов: подсистемы методов и приемов организации образовательного процесса графической подготовки студентов с использованием интеллектуальных компьютерных САПР; подсистемы организационных форм образовательного процесса, построенных на основе использования интеллектуальных компьютерных САПР; подсистемы учебных и учебно-методических пособий, адекватных выбранным средствам, методам и организационным формам (учебно-методический комплекс общеинженерной графической подготовки на основе использования интеллектуальных компьютерных САПР).

- Необходимым условием эффективного функционирования системы информационно-технологического обеспечения графической подготовки студентов технического вуза является организация специальной информационно-технологической компьютерной учебно-профессиональной среды, обеспеченной соответствующими организационно-педагогическими, техническими и программными средствами обучения и воспитания, такими как: современная компьютерная и мультимедийная техника, периферийные устройства (принтеры и плоттеры), программные продукты конструкторско-графических информационных технологий (системы автоматизированного проектирования с возможностью трехмерного виртуального моделирования и их приложения), электронные учебные пособия и т.д.

Достоверность и обоснованность результатов исследования обеспечены: основательной проработкой и объективностью исходных методологических позиций; организацией опытно-экспериментальных исследований в единстве с педагогической практикой и с ориентацией на нее; использованием комплекса способов, адекватных объекту, целям и задачам педагогического исследования; воспроизводимостью результатов исследовательской работы; решением всех конкретных задач, поставленных в исследовании; использованием методов математической статистики для проверки достоверности полученных результатов; актом приемки; присвоением грифа Министерства образования РФ учебному пособию «Рго/ENGINEER: Деталь - Сборка - Чертеж»; успешными выступлениями студентов СГФТА в региональных, всероссийских и международных олимпиадах и конкурсах по графическим дисциплинам; опытно-конструкторской и профессиональной деятельностью студентов и выпускников СГФТА в сфере автоматизированного проектирования и современной инженерной графики; присуждением призовых мест авторским учебно-методическим комплексам: по компьютерной графике и основам автоматизированного проектирования - 2 место, по начертательной геометрии - 3 место (6-й Всероссийский конкурс «КОМПЬЮТЕРНЫЙ ИНЖИ-НИРИНГ-2004», МАТИ им.К.Э.Циолковского, «Научно-исследовательский центр автоматизированных систем конструирования» - Москва).

Апробация и внедрение результатов исследования. Ход и результаты теоретических и экспериментальных исследований докладывались и обсуждались на научных конференциях и методических семинарах:

• международных - Н.Новгород, 2001-2004; Снежинск, 2003; Самара, 2003; Москва, 2003, 2004; Шуя, 2004; Владивосток, 2004;

• всероссийских - Екатеринбург, 2002; Н.Новгород, 2003; Рыбинск, 2003; Пермь, 2004;

• отраслевых- Новоуральск, 1999; Озерск, 1999, 2002; Северск, 2003;

• методических семинарах - СГФТА и кафедры общетехнических дисциплин.

По теме диссертационного исследования диссертантом опубликовано 3 монографии; 43 учебных пособия, в том числе 8 электронных, зарегистрированных на правах научных публикаций; 36 статей, докладов и тезисов в сборниках научных трудов и научных журналах; 13 авторских рабочих программ, 11 учебно-методических разработок и ОКР.

Структура диссертации определена предметом и логикой исследования и состоит из введения, пяти глав, заключения, библиографии (572 наименований) и приложений. Кроме текстовых материалов, в работу включены схемы, таблицы, рисунки, демонстрационная компьютерная графика.

Заключение диссертации научная статья по теме "Теория и методика профессионального образования"

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Проанализированы научные взгляды на тенденции и перспективы информатизации образования в условиях развития человеческой цивилизации в XXI веке: задачи комплексного внедрения НИТ в сферу производства, образования и науки определяют доминирование в технических вузах профессионально ориентированных аспектов НИТ, нашедших отражение в компьютеризации учебно-профессиональной графической деятельности средствами САПР.

2. Обоснована ведущая роль инженерного образования в процессе информатизации и компьютеризации человеческой научно-технической деятельности и существенное повышение значимости и статуса инженерных графических дисциплин в результате появления интеллектуальных конструкторских САПР в графи* ческой подготовке студентов технического вуза.

3. Проанализирована проблема организационного и методического обеспечения графической подготовки студентов технического вуза в условиях информатизации и компьютеризации, выявившая интеллектуальное, техническое и учебно-методическое несоответствие традиционных методов, организационных форм и средств обучения современному уровню информационно-технологического прогресса и новой концепции инженерного образования, что негативно сказывается на качестве графической подготовки.

4. Исследована проблема формирования профессионально важных качеств ф личности будущего специалиста у студентов современного технического вуза в процессе графической подготовки, организованной на основе функциональных возможностей и дидактического потенциала конструкторских САПР в контексте повышения квалификационных требований, предъявляемых обществом к выпускникам технических вузов. Это связано с прогрессивными явлениями научно-технического развития и с проблемой негативной трансформации личностного воспитания молодого поколения, истоки которой кроются в побочных эффектах социальных процессов послеперестроечного периода в нашей стране.

5. Исследовано реальное состояние сформированности профессионально важных качеств будущего специалиста атомной отрасли у студентов базового вуза; по результатам исследования выделен комплекс профессионально важных личностных характеристик, которые, с одной стороны, формируются в системе информационно-технологического обеспечения графической подготовки, с другой, - обеспечивают эффективность, и высокое качество графической подготовки.

6. Доказано, что комплекс выделенных в процессе исследования наиболее важных профессиональных качеств будущего специалиста лежит в основе формирования профессиональной компетентности студентов технического вуза в сфере графической подготовки.

7. Исследован и развит понятийно-терминологический аппарат выделенного комплекса профессионально важных качеств будущего специалиста применительно к современной инженерно-графической подготовке.

8. Подтверждена потребность в новых походах к графическому образованию студентов, изменения его целей, принципиальной основы, структуры, содержания, методик, средств обучения и воспитания в современных условиях.

9. Обоснован системно-синергетический информационно-технологический подход, примененный нами к организационно-педагогическому и методическому обеспечению графической подготовки студентов технического вуза и который позволяет совершенствовать образовательный процесс, способствует реальному повышению эффективности графической подготовки благодаря управлению формированием профессионально важных качеств будущего специалиста.

10. Разработана концептуальная модель системы информационно-технологического обеспечения графической подготовки студентов технического вуза, организованная на принципах системно-синергетического подхода; структурные и функциональные компоненты такой системы испытывают влияние педагогической надсистемы графической подготовки и отражают современную концепцию информатизации и компьютеризации инженерного образования.

11. Теоретически обосновано, что в структуру и содержание системы информационно-технологического обеспечения графической подготовки студентов целесообразно включить следующие взаимосвязанные компоненты:

• цели, соответствующие целям системы инженерной графической подготовки в условиях ее информатизации и компьютеризации;

• педагогические принципы, среди которых можно выделить общие и специфические;

• способы организации общеинженерной графической подготовки студентов технического вуза с использование интеллектуальных компьютерных САПР (методы и приемы компьютеризированной графической подготовки, а также организационные формы образовательного процесса по графическим дисциплинам с использованием компьютерных САПР);

• средства обучения и воспитания студентов в процессе графической подготовки, к которым мы относим техническое, информационное, программное обеспечение и учебно-методический комплекс графической подготовки на основе интеллектуальных компьютерных САПР.

12. Выявлены и теоретически обоснованы основные принципы и способы организации и управления системой информационно-технологического обеспечения графической подготовки студентов.

13. Сформулированы следующие специфические принципы функционирования системы информационно-технологического обеспечения графической подготовки студентов; принцип осознанной потребности в информатизации графического образования и качественной графической подготовке будущих специалистов; актуализации дидактических возможностей функционального и интеллектуального потенциалов компьютерных систем автоматизированного проектирования (САПР); единства организационно-педагогического, методического и информационно-технологического обеспечения общеинженерной графической подготовки; релевантности традиционной и компьютерной составляющих общеинженерной графической подготовки студентов; учета личностно-формирующих воздействий информационно-технологических способов организации графической подготовки студентов; формирования ценностного отношения к продуктам учебно-профессиональной графической деятельности студентов с использованием инженерных компьютерных САПР; эквивалентности обучения и воспитания в процессе графической подготовки студентов с использованием интеллектуальных графических информационных технологий; личной заинтересованности, энтузиазма, мастерства и творческого примера педагога. Даны рекомендации по применению этих принципов.

14. Разработаны новые методы совершенствования графической подготовки студентов на основе комплексного использования функционального и дидактического потенциалов САПР, направленные на повышения эффективности графической подготовки, благодаря формированию у студентов компетентности в сфере традиционной и компьютерной инженерной графики, образно-графического, пространственного, логического мышления, профессиональной чести, информационной культуры, способностей творческого саморазвития: метод взаимной ответственности, метод осознанности восприятия учебной информации, метод дидактических ассоциаций, метод виртуального творчества.

15. Создана информационно-технологическая компьютерная учебно-профессиональная среда, обеспеченная соответствующими средствами обучения и воспитания, такими как современная компьютерная и мультимедийная техника, периферийные устройства (принтеры и плоттеры), программные продукты конструкторско-графических информационных технологий (системы автоматизированного проектирования с возможностью трехмерного виртуального моделирования и их приложения), электронные учебные пособия и т.д.

16. Разработан, экспериментально апробирован и используется в учебных целях авторский дидактический комплекс графической подготовки на основе применяемой в атомной отрасли и учебном процессе базового технического вуза САПР.

17. Экспериментально доказано позитивное влияние технологии графической подготовки, разработанной на основе графической информационной технологии САПР, на формирование профессионально важных качеств будущего специалиста, обусловливающих успешную учебно-профессиональную графическую деятельность студентов и профессиональную конструкторско-графическую деятельность инженера.

17. Доказано, что между уровнями сформированности профессионально важных качеств личности будущего специалиста и учебно-профессиональной компетентности студента в области инженерных геометрических и графических дисциплин на определенных этапах графической подготовки существует прямая и обратная зависимость.

18. Основные положения и результаты исследования автора отражены в 3 монографиях; 35 учебных пособиях, в том числе 8 электронных, зарегистрированных на правах научных публикаций; 40 статьях и тезисах докладов в сборниках научных трудов, в научных журналах, рекомендованных ВАК РФ; 13 авторских рабочих программах, 9 методических рекомендациях и ОКР.

19. Исследования показали, что эффективность использования интеллектуальных научно-промышленных компьютерных технологий в графической подготовке конкретного технического вуза зависит от:

• концептуальной разработанности педагогических инструментальных средств, используемых в организации учебного процесса по циклу графических дисциплин;

• уровня адаптивности информационно-технологической профессионально ориентированной дидактической компьютерной среды и системы информационно-технологического обеспечения графической подготовки современного инженера в базовом вузе будущей информационно-профессиональной среде на производственном объекте;

• уровня сформированности готовности студентов к решению профессиональных конструкторско-графических задач традиционными и современными, более совершенными средствами, к которым относятся интеллектуальные инженерные информационные технологии САПР.

1.

2.

3.

4,

5, 6 7 8 9

10

11

12

13

14

15

16

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Глобальная информатизация и компьютеризация общества сегодня являются одной из доминирующих реальностей цивилизации.

Приоритетный характер задач комплексного внедрения НИТ в сферу производства, образования и науки актуализировал проблему применения компьютерного инжиниринга в графическом образовании и определил основные тенденции использования инженерных информационных технологий и систем в графической подготовке студентов технических вузов.

Сформировались внешние и внутренние предпосылки информатизации профессионально ориентированной инженерной графической подготовки студентов технических вузов, с одной стороны, обусловленные потребностями общества, государства, отрасли, региона, предприятия, личности, с другой - информационными, технологическими и коммуникационными потребностями технических вузов.

Обеспечение высокого качества подготовки инженеров в современных условиях требует изменения подходов к формированию личности. Анализ проблемы формирования профессионально важных качеств личности будущего специалиста у студентов технического вуза в условиях информатизации и компьютеризации графической подготовки позволил выделить и обосновать систему личностных качеств, представляющих наибольшую ценность для учебной и профессиональной инженерно-графической деятельности. К таким качествам мы относим профессиональную честь и самосознание, образно-графическое мышление и пространственное воображение, техническое мышление, творческую активность, информационную и коммуникативную культуру, способности саморазвития (са-^ мообучения, самоорганизации, самоконтроля).

Потребность реализации концепции личностно-ориентированного образования в условиях информатизации вызвала необходимость исследования проблемы личностного воспитания современной молодежи. Нежелательные деформации личностного воспитания в конце XX столетия обострили проблему формирования личности будущего специалиста, в связи с чем на основании анкетного опроса и экспертной оценки был выделен комплекс профессионально важных качеств личности будущего специалиста, обусловливающих успешность и эффективность учебно-познавательной, учебно-профессиональной и профессиональной конструкторско-графической деятельности.

Актуальность проблемы формирования личности в процессе инженерно-ф графической подготовки стимулировала наше исследование специфики влияния информатизации графической подготовки на формирование профессионально важных качеств личности будущего специалиста в понятийно-терминологическом аспекте; были даны или уточнены определения некоторых понятий в свете информационных преобразований в инженерном графическом образовании; это: «учебно-профессиональная компетентность», «профессиональная графическая подготовка», «графические способности», «учебно-профессиональная честь», «профессиональная честь специалиста атомной отрасли», «виртуальное графическое творчество», «виртуальное техническое творчество», «методология развития виртуального технического творчества», «учебно-творческая виртуальная графическая деятельность», «инженерно-графическая культура», «информационно-графическая культура», «учебно-профессиональная культура». На основе анализа проблемы формирования профессионально важных качеств будущего специалиста у студентов современного технического вуза в процессе общеинженерной графической подготовки, выделена и обоснована открытая система понятий профессионально важных качеств личности будущего специалиста, определяющих эффективность графической деятельности студентов и специалистов. Это в некоторой мере восполняет пробел в изучении проблемы формирования личности в процессе получения молодыми людьми инженерного образования. Впервые в рассмотрении понятийно-терминологического аппарата учтен методический аспект формирования профессионально важных качеств личности будущего специалиста в условиях графической подготовки в техническом вузе.

Проблемы интеграции и координации знаний и умений в области начертательной геометрии, традиционной инженерной графики и компьютерного моделирования, связанные с необходимостью совершенствования образовательного процесса и улучшения качества графической подготовки, показали актуальность создания инновационной информационно-технологической дидактической базы инженерно-графических дисциплин на основе использования функциональных и педагогических возможностей производственных систем автоматизированного проектирования (САПР).

Синергетический подход и научные основы организационно-педагогического и методического обеспечения графической подготовки студентов позволили нам построить концептуальную модель педагогической системы инженерной графической подготовки, внутренним системообразующим компонентом которой выступает система информационно-технологического обеспечения графической подготовки студентов технического вуза, которая успешно реализуется при обучении студентов Снежинской государственной физико-технической академии.

При внедрении НИТ в процесс инженерной графической подготовки традиционные дидактические методы претерпевают качественное изменение. Опыт показывает, что в условиях компьютеризации образования в процессе обучения студентов технических вузов современному циклу графических дисциплин можно широко и многообразно использовать следующие общие педагогические методы:

• стимулирования и мотивации учебно-познавательной и учебно-профессиональной деятельности, определяемые новыми социальными и личностными потребностями, связанными с компьютерной модернизацией и повышением статуса инженерно-графической деятельности;

• вербальные методы с компьютерной иллюстрацией и динамической демонстрацией учебной и профессиональной информации;

• закрепление студентами изучаемого материала с использованием возможностей электронных библиотек, баз знаний САПР и визуально-динамических электронных учебных пособий на их основе;

• методы контроля эффективности педагогического процесса с использованием компьютерного самоконтроля;

• практическое комплексное применение графических знаний, умений и навыков начертательной геометрии, инженерной графики и компьютерного моделирования двух- и трехмерных геометрических, технических и иных объектов существующей и виртуальной реальности;

• самостоятельная работа студентов, предполагающая обновление ее содержания и средств на основе применения систем автоматизированного проектирования;

• профессиональной направленности, приближающие традиционные графические дисциплины (начертательную геометрию и инженерную графику) к конст-рукгорско-производственной деятельности благодаря возможностям виртуального автоматизированного проектирования и конструирования с возможностью поиска новых технических решений и создания новых технических объектов;

• воспитания конкретных профессионально важных деловых и личностных качеств будущего специалиста, что достигается созданием специальной профессионально ориентированной информационно-технологической учебной среды и на ее основе специальных психолого-педагогических условий;

• развития и саморазвития умственных способностей, основанные на генетической ориентации интеллектуальных САПР на формирование пространственно-образного и инженерно-геометрического мышления, творческой активности и необходимо предполагающие самосовершенствование в компьютерной и традиционной инженерной графике;

• личного творческого примера педагога, который должен не только владеть классическими графическими науками, графическими умениями и высокой графической культурой, но и быть профессионалом в сфере использования инженерных графических информационных технологий.

Теоретически обоснованная и разработанная в диссертационном исследовании система информационно-технологического обеспечения графической подготовки студентов технического вуза прошла экспериментальную проверку положений гипотезы о практической эффективности такой педагогической системы благодаря ее нацеленности на формирование профессионально важных качеств личности будущего специалиста и создания для этого специальной информационно-технологической профессионально ориентированной среды и психолого-педагогических условий.

Эксперимент подтвердил возможность и необходимость формирования профессионально важных личностных качеств, необходимых для успешного осуществления учебной и профессиональной графической деятельности.

Список литературы диссертации автор научной работы: доктора педагогических наук, Чемоданова, Татьяна Викторовна, Екатеринбург

1. Абульханова К.А. О субъекте психической деятельности. М.: Наука, 1973. Абульханова-Славская К.А. Стратегия жизни. - М., 1991. Аванесов B.C. Основы научной организации педагогического контроля в высшей школе. - М.: МИС и С, 1989. - 168 с.

2. Аверьянов А.Н. Система: философская категория и реальность. М.: Мысль, 1976.-188 с.

3. Аверьянов А.Н. Системное познание мира. М.: Изд-во пол. лит., 1985. -263с.

4. Аитов Н.А. и др. Высшее техническое образование в условиях научно-технической революции /Н.А.Аитов, Г.Н.Александров, Ф.Р.Мавлютов. М: Высш. шк., 1983. - 256 с.

5. Акимова И.Н. Методологические основы алгоритмизированного обучения графическим дисциплинам: Автореф. дис. д-ра техн. наук. М., 1995. Акимова М.К. Интеллект как динамический компонент в структуре способностей: Дис. д-ра психол. наук. - М., 1999 - 397 с.

6. Акопян К. Российская высшая школа: размышления о главных действующих лицах//А1та mater. 1999. - №7. - С. 33 - 37.

7. Акчурин И.А. Развитие понятийного аппарата теории самоорганизации //Самоорганизация и наука: опыт философского осмысления. М., 1994. С.80 - 97.

8. Алексеев В.Е. Организация технического творчества учащихся. М.: Высш. шк., 1984. -46 с.

9. Алексеев Н.Г. Философия образования и технология образования. // Вопросы философии. 1995. - №11.

10. Алексеев С.А., Филатов А.Н. Автоматизированные информационные системы и творческие ориентации личности // Социально философские проблемы творческой активности ученых и инженеров. - Томск, 1991. - С. 161 -166.

11. Алехин В.В. Инженерно-технический труд и творчество как предмет философского анализа: Автореф. дис. . д-ра филос. наук. М.: Изд-во МГУ, 1982.

12. Амонашвили Ш.А. Личностно-гуманная основа педагогического процесса. -Минск, 1990.

13. Амосов Н.М. Моделирование сложных систем. Киев, 1968.

14. Андреев А.А. Средства новых информационных технологий в образовании: систематизация и тенденции развития // Основы применения информационных технологий в учебном процессе вузов: Сб. М., 1995. - С. 43 - 48.

15. Андреев А.А. Система автоматизированного проектирования компьютерных обучающих курсовaqua. lefb.agtu.ru/dist/biblio/Dissert/dissertAndreev/sapr/saprkok.htm

16. Ананьев Б.Г. Избранные психологические труды. В 2-х т. М., 1980. - Т1.

17. Андреев В.И. Педагогика творческого саморазвития. Инновационный курс. Книга 2. Казань:: Изд-во Казан, ун-та, 1998. - 318с.

18. Андреева Л.А. Дидактические игры как средство развития профессионально значимых качеств будущего специалиста: Автореф. дис. . канд. пед. наук. -Орел, 1999.

19. Андреева Л.В. Дидактические основы развивающего обучения в техническом вузе (на примере начертательной геометрии): Дис. . канд. пед. наук. М.,1998.-161 с.

20. Анцибор М.М. О структуре познавательной деятельности //Вестник высшей школы, 1988, №6. - С. 31 - 35.

21. Анцыферова Л.И. Методологические проблемы формирования и развития личности. К психологии личности как развивающейся системе//Психология формирования и развития личности. -М.: Наука, 1981. -365 с.32.