WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Методологические основы формирования структуры и содержания геометро-графического образования в техническом вузе в условиях интеграции с общеинженерными и специальными дисциплинами

Автореферат докторской диссертации по педагогике

 

На правах рукописи

 

 

 

 

ШАНГИНА Елена Игоревна

 

Методологические основы формирования структуры и содержания геометро-графического образования в техническом вузе в условиях интеграции с

общеинженерными и специальными дисциплинами

 

Специальность 13.00.08 –

теория и методика профессионального образования

 

 

 

А В Т О Р Е Ф Е Р А Т

диссертации на соискание учёной степени доктора

педагогических наук

 

 

 

 

 

Москва – 2010

Работа выполнена на кафедре инженерной графики  инженерно-экономического факультета ГОУ ВПО «Уральский государственный горный университет»

и на кафедре  графики автомобильного факультета ГОУ ВПО

«Московский государственный индустриальный университет»

 

Научный консультант:

Заслуженный работник высшей школы РФ,

Заслуженный деятель науки и техники РФ,

доктор технических наук, профессор

ЯКУНИН Вячеслав Иванович

Официальные оппоненты:

доктор педагогических наук, профессор

КАТХАНОВА Юлия Федоровна

доктор педагогических наук, профессор

ЧЕКМАРЕВ Альберт Анатольевич

доктор педагогических наук, профессор

АНИСИМОВА Людмила Николаевна

Ведущая организация:

Московский государственный университет пищевых производств

Защита состоится «___» ____________2010 г. в «___» часов на заседании диссертационного совета Д 212.154.03 при Московском педагогическом государственном университете по адресу: 119571, Москва, проспект Вернадского, д. 88, ауд. № 551.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО «Московский педагогический государственный университет» по адресу: 119992, Москва, Малая Пироговская, д. 1.

Автореферат разослан «___» _________________2010 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета                                                                        К.В. Макарова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Список сокращений, используемых в автореферате:

  • ГГО – геометро-графическое образование;
  • НГ – начертательная геометрия;
  • ТГМ – теория геометрического моделирования;
  • ФГОС – Федеральные государственные образовательные стандарты.

Актуальность исследования. Современные потребности повышения качества российского высшего технического образования ставят перед педагогической наукой задачу определить источники и направления реформирования высшего профессионального образования. Ускоренно развивающиеся процессы информатизации и интеграции различных сфер деятельности, рост информационных потоков и инноваций в области производства и образования обусловливают необходимость постоянного обновления знаний выпускников и повышения качества их подготовки. Динамичность общественного развития предполагает, что профессиональная деятельность человека не предопределена на весь период его профессиональной карьеры и предусматривает необходимость процесса постоянного повышения своей профессиональной компетентности. Формирование современной профессиональной компетентности становится одной из основных функций всего процесса подготовки будущих инженеров. Все это вызывает необходимость дальнейшего совершенствования содержания образования и повышения качества образовательного процесса в высшей профессиональной технической школе на основе интеграции образования, науки и производства.

Проблема интеграции имеет принципиальное значение как для развития научных основ педагогики, так и для практической деятельности преподавателей; она связана с проблемой отбора и структурирования содержания образования, узловыми вопросами которой являются выделение структурных элементов содержания образования и определение системообразующих связей между ними, что подтверждается сквозным значением этих вопросов в истории развития педагогических теорий, в процессе становления высшей профессиональной школы, а также тенденциями научных исследований в педагогике на современном этапе.

Одним из концептуальных положений обновления содержания ВПО в XXI веке становится компетентностный подход, применение которого ведет к новому видению самого содержания образования, его методов и технологий. Одной из основных единиц обновления содержания образования выступает понятие компетентности (интегративное свойство личности, обусловленное совокупностью качеств личности студента – знаний, умений, навыков, опыта, способностей, ценностно-смысловых ориентаций, которые обеспечивают и усиливают его готовность к работе по специальности), характеристика ее видов и состава.

Интеграция наук имеет принципиальное значение как для процесса формирования профессиональной компетентности будущих инженеров, так и для последующей профессиональной деятельности. Большинство студентов инженерных вузов пока не осознают необходимости изучения общепрофессиональных дисциплин, в число которых входят геометро-графические дисциплины, и, прежде всего, начертательная геометрия и инженерная графика, являющиеся базой для геометро-графической подготовки специалистов в техническом вузе. Геометро-графические дисциплины предназначены, по самой своей сути, обеспечивать преподавание целого ряда курсов в техническом вузе, поскольку интеллектуальная деятельность инженера обусловливает оперирование геометро-графическими визуальными образами. Существующие формы и методы преподавания геометро-графических дисциплин обособлены от общеинженерных и специальных дисциплин и ориентируют на решение проблем, связанных с проектно-чертежной деятельностью, не придавая значения развитию у студентов способности к геометро-графическому моделированию. В результате изолированного изучения начертательной геометрии и инженерной графики от общеинженерных и специальных дисциплин у студентов слабо формируются компетентности, позволяющие им правильно ориентироваться в практических заданиях, применять знания для решения прикладных задач, связанных с будущей специальностью. Студенты не умеют переносить знания, полученные при изучении этой комплексной дисциплины (начертательной геометрии и инженерной графики), для объяснения процессов и явлений, изучаемых в других дисциплинах. Все это отрицательно сказывается на эффективности процесса обучения в целом, и геометро-графическим дисциплинам в частности. Осознание же студентами значимости изучаемых дисциплин в их взаимосвязи и взаимодействии, что необходимо для глубокого научного познания и теоретического осмысления различных явлений и процессов, определяется междисциплинарными компетентностями. Именно формирование междисциплинарных компетентностей – способности к синтезу научных знаний, комплексному рассмотрению всех объектов и явлений в их взаимодействии и развитии, обеспечивает последующую эффективную профессиональную деятельность инженеров с учетом быстрого изменения содержания труда и обновления прикладных задач. В таких условиях учебные планы должны базироваться на интеграции образования, науки и производства.

В современных условиях роль геометро-графической подготовки существенно расширяется. Инвариантной относительно предметного содержания функцией интеллектуальной деятельности технического специалиста является оперирование геометрическими визуальными образами (графиками, схемами и геометро-графическими моделями объектов), что ставит изучение цикла геометро-графических дисциплин на особое место. Бурное развитие информационных технологий во всех сферах общественной деятельности, позволяющие быстро и точно визуализировать воспринимаемую информацию, предъявляет возросшие требования к визуально-образным навыкам. Это связано с тем, что визуальная информация (в том числе, получаемая посредством информационных технологий) повышает информационную емкость восприятия современного выпускника, обеспечивает его интерактивное взаимодействие с моделью, ориентирует его на преобразование абстрактно-логической информации в визуально-образную, позволяя упростить процесс решения инженерных задач, тем самым, обеспечивая интеграцию общеинженерных и специальных дисциплин. Преимущество получают те специалисты, мышление которых способно к синтезу образного и рационального. Развитию способности к такому синтезу в значительной мере способствует овладение методами геометрического моделирования объектов и процессов. Более того, глубокое овладение специалистом методами и приемами геометро-графического моделирования, проявляющееся в умении строить полную цепочку использования компьютера (реальная ситуация, алгоритм, визуализация геометро-графической модели, анализ результатов), отражает суть междисциплинарного содержания образования, обеспечивающего естественную интеграцию дисциплин. Подчеркнем, что модели, основанные на геометро-графических методах (с возможностью визуализации модели) нередко оказываются на практике более эффективными, нежели чисто аналитические модели. Поэтому освоение теории геометрического моделирования (с компьютерной визуализацией) нужно рассматривать не в узком смысле геометро-графической подготовки, а как самоценный компонент геометро-графического образования.

Следует отметить группу проблем, порожденных постоянным расширением спектра направлений профессиональной деятельности инженера, связанных с современным уровнем развития науки. В них ярко выражена интеграция общественных, естественнонаучных и технических знаний, специфика которых уже не позволяет в процессе обучения использовать имеющиеся методические наработки в готовом виде. В частности, учебник, по-прежнему выступающий как основной инструмент методического обеспечения и источник знаний, должен иметь не только обучающий, но и развивающий характер, тем самым, помогая студенту, на основе ранее усвоенных знаний, формировать новые знания, которые в дальнейшем войдут в интеллектуальный аппарат личности и применимы в процессе самостоятельных поисков и открытий.

Отмеченные проблемы объективно порождены процессами, происходящими на современном этапе развития общества. Необходимо отметить заметную в последние десятилетия тенденцию сокращения объема аудиторных часов вообще и в частности, отводимых на изучение курса начертательной геометрии и инженерной графики, и увеличения удельного веса самостоятельной работы студентов, в целом. Эта тенденция имеет как объективные, так и субъективные причины, основными из которых являются:

- мнение о начертательной геометрии как обеспечивающей дисциплины лишь курса черчения нередко дает основание считать ее значение в области образования постепенно снижающимся в связи с широким внедрением компьютерной графики в учебный процесс и инженерную практику;

- представление, что геометро-графические методы решения задач, изучаемые в традиционном курсе начертательной геометрии, служат лишь развитию пространственного мышления студентов;

- начертательная геометрия могла быть обеспечивающей дисциплиной при изучении ряда спецкурсов или разделов по математическому моделированию объектов и процессов, но искусственный отрыв НГ от смежных математических дисциплин и отнесение ее к общеинженерным дисциплинам лишает ее этой возможности;

- техническая замена инструментов черчения и чрезмерное увлечение информационно-технологической составляющей начертательной геометрии – компьютерной графикой, не способствуют формированию творческой мысли современного инженера, что, в свою очередь, отрицательно влияет на интеллектуальное развитие будущих выпускников.

Эти современные суждения не соответствуют существующей сегодня практике обучения геометро-графическим дисциплинам, в массе своей ориентированной на узкоспециализированную подготовку специалистов. Для преодоления этого несоответствия требуется разработка новых подходов к организации учебно-познавательной деятельности студентов, способной создать условия для повышения качества обучения, развития профессиональных качеств личности, ее творческих способностей, самостоятельности и активности.

Одним из таких подходов является междисциплинарный подход, базирующийся на интеграции дисциплин, обеспечивающий систематизацию, обобщение и уплотнение знаний на основе междисциплинарных связей, что способствует повышению научного уровня знаний будущего инженера, развитию у него теоретического мышления и умения использовать знания из различных научных областей при решении инженерных задач. Интеграция дисциплин является в настоящее время определяющим фактором, способным оказывать влияние на обновление содержания образования и выступает в двух ипостасях: как цель обучения – создание у студентов целостного представления об окружающем мире; как средство обучения – нахождение общей платформы сближения дисциплинарных знаний.

Анализ и оценка исходных фактов привели к основной идее и концепции исследования, обусловленных тем, что необходим пересмотр принципов формирования системы представлений о начертательной геометрии, (составляющей ядро геометро-графического образования и обеспечивающей освоение теоретических основ инженерной и компьютерной графики), реорганизовав эту дисциплину из сугубо прикладной, обеспечивающей чертежно-проектную деятельность, в дисциплину, развивающую у студентов способности к геометрическому моделированию, формируя междисциплинарные компетентности. При этом, начертательная геометрия в соответствии с общепринятой системой представлений должна определяться как раздел математики, являющейся базовой частью теории геометрического моделирования пространственных форм различной размерности и различной структуры. Основная идея исследования определила постановку задачи по разработке концепции формирования структуры и содержания геометро-графического образования в техническом вузе в условиях интеграции с общеинженерными и специальными дисциплинами. Её сущность заключается в совершенствовании процесса обучения геометро-графическим дисциплинам во втузе как целостной системы обучения на основе междисциплинарного подхода и соответствующего ему принципа интеграции дисциплин, обеспечивающего эффективное профессиональное становление будущего специалиста. Системообразующим фактором интеграции выступает геометро-графическая модель, обеспечивающая формирование междисциплинарных компетентностей у выпускников и акцентирование развития у них визуально-образного мышления.

Анализ состояния проблемы формирования содержания геометро-графического образования позволил выявить противоречия:

  • социально-педагогического уровня – между возросшей потребностью общества в профессионально-мобильных специалистах широкого профиля, теоретически и практически подготовленных к работе на современном промышленном производстве, и реальным содержанием геометро-графического образования в системе высшего профессионального образования, ориентированного на узкоспециализированную подготовку специалистов;
  • методологического уровня – между задачей формирования целостного индивидуального научного знания студента, обусловленного объективной необходимостью приобщения геометро-графических методов моделирования к исследованию производственных процессов и явлений и узкопредметной направленностью геометро-графического образования, выражающейся в совершенствовании знаний, умений и навыков, не всегда ориентированных на развитие социальной мобильности, личностного потенциала, способности к решению проблем собственного жизненного и профессионального развития;
  • научно-теоретического уровня – между междисциплинарной ролью геометро-графических знаний в профессиональной деятельности конкурентоспособного специалиста и отсутствием в технических вузах такой системы обучения и воспитания, которая демонстрировала бы эту роль и учила эффективному применению геометро-графических методов в их профессиональной и общественной жизни;
  • научно-методического уровня – между потребностью в совершенствовании содержания геометро-графического технического образования, обусловленной ростом использования геометро-графических методов в производственной сфере; все возрастающим объемом информации и недостаточным уровнем его научно-методического обеспечения в педагогической науке и практике.

Приходится констатировать, что в настоящее время отечественное геометро-графическое образование студентов переживает кризис. Традиционно сложившаяся система преподавания геометро-графических дисциплин в целом (и начертательной геометрии в частности) не учитывает современного уровня развития общества, характеризующегося интенсивной разработкой новых направлений, подходов, идей во всех сферах человеческой деятельности, и не перерастает в полноценное геометро-графическое образование. Таким образом, имеется настоятельная необходимость разработки современного подхода к формированию структуры и содержания геометро-графического образования.

Проблема исследования: определение теоретико-методологических принципов формирования структуры и содержания геометро-графического образования в техническом вузе, обеспечивающего научно-обоснованную интеграцию дисциплин в подготовке инженеров и отвечающего требованиям формирующейся в инженерной и научной деятельности идеологии геометрического моделирования в соответствии с возникающим на ее основе междисциплинарным подходом к решению профессиональных задач.

Методологическая и методическая актуальность проблемы, ее социальная значимость и ее недостаточная теоретическая и практическая разработанность обусловили выбор темы данного исследования: «Методологические основы формирования структуры и содержания геометро-графического образования в техническом вузе в условиях интеграции с общеинженерными и специальными дисциплинами».

Цель исследования: изучить содержательно-технологические основы, механизмы интеграции дисциплин в техническом вузе; разработать теоретическую концепцию, создать модель интегративного образовательного процесса на примере изучения особенностей геометро-графических и смежных специально-технических дисциплин и определить содержание современного геометро-графического образования в техническом университете.

Объект исследования: общенаучная и профессиональная подготовка студентов технического вуза в сфере геометро-графического образования.

Предмет исследования: методологическое и научно-методическое обеспечение геометро-графического образования в условиях интеграции с общеинженерными и специальными дисциплинами технического вуза.

Гипотеза исследования: эффективная реализация процесса формирования структуры и содержания геометро-графического образования в техническом вузе повысит качество образования при условии, если:

  • одной из главных целей геометро-графического образования в техническом вузе станет создание педагогических условий для реализации междисциплинарного подхода;
  • теория геометрического моделирования является методологической базой учебной дисциплины в техническом вузе, необходимой для формирования у студентов представлений о современной начертательной геометрии как о науке со своей внутренней логикой, обеспечивающей моделирование объектов, процессов и явлений различной размерности и различной структуры;
  • процесс реализации прикладной направленности геометро-графического курса будет осуществляться через освоение и выбор методов геометро-графического моделирования к решению прикладных задач, которые позволят предоставить обучаемым варианты геометро-графических образовательных траекторий, учитывающих специфику будущей специальности;
  • в процессе формирования содержания геометро-графического образования исходить из того, что геометро-графическое моделирование является основой для развития визуально-образного мышления, позволяющее формировать и развивать на высоком уровне интеллектуальные умения как познавательной, так и профессиональной направленности;
  • в системе профессиональной подготовки специалистов технического вуза будут выявлены и реализованы принципы построения геометро-графического образования на основе междисциплинарного подхода;
  • отбор содержания предметного материала, форм и методов обучения геометро-графическим дисциплинам будет отражать особенности инженерной деятельности, специфику выбранной специальности при использовании инженерно-геометрических задач в качестве основного средства.

Исходя из поставленной цели, выдвинутой гипотезы, а также в соответствии с объектом и предметом исследования были поставлены следующие задачи:

    • Выявить тенденции развития геометро-графического образования, обосновать сущность междисциплинарного подхода к геометро-графическому образованию в техническом университете, включающего фундаментальную и вариативную составляющих, объединение которых представляет междисциплинарную составляющую содержания ГГО.
    • Провести диагностирование и анализ причин, обусловливающих низкое качество существующей геометро-графической подготовки студентов в техническом вузе; определить пути их преодоления при переходе к геометро-графическому образованию; установить и обосновать необходимость интеграции во взаимодействии различных дисциплин.
    • Разработать и обосновать основные принципы и педагогические условия реализации междисциплинарного подхода к ГГО в высшем профессиональном техническом образовании.
    • Выявить специфику содержания ГГО, отражающего современные достижения науки, для подготовки специалистов технических направлений на основе междисциплинарного подхода.
    • Разработать теоретическую концепцию методики обучения ТГМ в вузе, реализующей междисциплинарный подход, в том числе разработка и конструирование модели специалистов технических направлений с учетом развития инженерной деятельности, адекватной современным требованиям к уровню общей и профессиональной подготовки выпускников, а также гармонически сочетающей личностные и профессиональные характеристики.
    • Разработать методическое обеспечение ТГМ: а) анализ особенностей методики обучения и разработка инвариантной части содержания профильного обучения ТГМ; б) классификация существующих задач ТГМ по формированию междисциплинарных компетентностей; в) разработка вариативной составляющей обучения, направленной на развитие междисциплинарных компетентностей в сфере ГГО.
    • Практически реализовать обучение ТГМ в техническом вузе с экспериментальной проверкой разработанных теоретических положений.

Теоретико-методологическая база исследования:

- исследования по философии высшего образования и методологии педагогической науки (Ю.К. Бабанский, Б.С. Гершунский, В.В.Краевский, И.Я. Лернер, Б.Т. Лихачев, Т.Ю. Ломакина, М.Н. Скаткин, В.А. Сластенин, П.И. Пидкасистый, Г.П. Щедровицкий и др.);

- идеи системного подхода в развитии профессиональной подготовки студентов (В.И. Данильчук, Н.К. Сергеев, В.Д. Шадриков и др.); идеи синергетического подхода (В.Г. Буданов, Л.Я. Зорина, Е.Н. Князева, С.П. Курдюмов, Г.Г. Малинецкий, А.В. Москвина, И.Р. Пригожин, Е.И. Пугачева, Н.М. Таланчук, Е.В. Яковлев и др.); идеи деятельностного подхода (Л.П. Буева, М.В. Демин, К.М. Дурай-Новакова, В.А. Канн-Калик, Н.В. Кузьмина, Т.С. Полякова, В.Н. Сагатовский, В.А. Сластенин, В.С. Швырев, Э.Г. Юдин и др.); идеи личностно-ориентированного подхода (Е.В. Бондаревская, Е.А. Крюкова, В.В. Сериков и др.);

- методология исследования объединительных процессов (междисциплинарных и межпредметных связей, преемственности, интеграции) в педагогике (Г. И. Батурина, В. С. Безрукова, М. Н. Берулава, И. Г. Еременко, В. И. Загвязинский, И. Д. Зверев, В. К. Ильин, Е.Н. Кабанова-Меллер, Ю. А. Кустов, А. П. Лиферов, В. Н. Максимова, М. И. Махмутов, Ю. Н. Ракчеева, Ю.А. Самарин, В. Д. Семенов, Ю. С. Тюников, А.В.Усова, Н.К. Чапаев, М.Г. Чепиков, и др.); интегративного образования (П.А.Кропоткин); интеграции дисциплин в отдельных отраслях науки и группах наук: в области человекознания и гуманитарных дисциплин (Б. Г.Ананьев, Г. Д. Гачев, Б. Ф. Ломов, И. Т. Фролов, Ю. А. Шрейдер и др.); педагогики и психологии (Э. Ф. Зеер, В. П. Зинченко, Г. С. Костюк, А. В. Петровский и др.), педагогики и социологии (Р. Г. Гурова, Г. Е. Зборовский, Л. Я. Рубина, М. Н. Руткевич, Ф. Р. Филиппов и др.); синергетики (В.Г. Буданов, Е.Н. Князева, С.П. Курдюмов, Г. Г. Малинецкий, И.Р. Пригожин и др.);

- исследования в области профессионализации личности, компетентностного подхода (В. И. Байденко, С. Я. Батышев, А. П. Беляева, А. А. Вербицкий, И. А. Зимняя, Е. А. Климов, Н. В. Кузьмина, Н. Н. Нечаев; Н. А. Селезнёва, Е. С. Смирнова, Ю. Г. Татур, Н. Ф. Талызина, и др.).

- исследования по проблемам мировоззренческой и методологической подготовки специалистов, а также по другим содержательно близким к проблеме целостности обучения направлениям и личностно-развивающему образованию (Ю.К. Бабанский, А.А. Вербицкий, Г.М. Голин, Л.Я. Зорина, В.С. Леднев, Н.В. Лежнева, А.Н. Леонтьев, Г.Н. Сериков, М.Н. Скаткин, В.А. Сластенин и др.).

- работы по теории и методике обучения математике, геометрии, в том числе инновационные подходы к проектированию содержания учебников (А.Д. Александров, В.П. Беспалько, Г.Д. Глейзер, В.А. Гусев, Н. Я. Виленкин, В Г. Дорофеев, Е.И. Исаев, А.Н. Леонтьев, Г.Л. Луканкин, А.В. Крутов, Л.Д. Кудрявцев, А.И. Маркушевич, В.И. Михеев, А.Г. Мордкович, В.А. Петровский, Н.Г. Подаева,  И.М. Смирнова, А.А. Столяр, М.И. Шабунин, М.А.Чошанов и др.);

- научные принципы геометро-графического образования в вузе (Н.Ф. Четверухин, И.И. Котов, К.И. Вальков, И.С. Джапаридзе, Г.С. Иванов, В.И. Якунин и др.).

В настоящее время разработаны научные основы содержания, структуры и методические подходы к обучению дисциплинам графического цикла (И.Н. Акимова, Л.Н. Анисимова, Е.П. Белан, П.И. Беан, А.Д. Ботвинников, В.Н. Виноградов, И.С. Вышнепольский, В.А. Гервер, Ю.Ф. Катханова, С.В. Розо, В.А. Рукавишников, А.А. Чекмарев и др.). При несомненной теоретической и практической значимости проведенных исследований следует отметить, что проблема междисциплинарного геометро-графического образования с систематизирующим ядром – ТГМ, на наш взгляд, не нашла достаточного отражения в теории и методике профессионального образования, что также подтверждает актуальность данного исследования.

Методы исследования, используемые для решения поставленных задач, были комплексными, взаимодополняющими и адекватными рассматриваемой теме; включали совокупность общенаучных и психолого-педагогических методов теоретического уровня: историко-сравнительный анализ и структурно-логический анализ, синтез, систематизация, обобщение фактов и концепций; конструирование моделей; и эмпирического уровня: диагностирование (анкетирование, тестирование, беседы); опытно-поисковый (констатирующий, формирующий, обобщающий); праксиометрический (изучение деятельности, анализ научно-методических, литературных и государственных источников, профессиографический анализ); математическая обработка статистических данных.

В соответствии с поставленными задачами, исследование проводилось в четыре этапа.

Первый этап (2001-2002) – связан с изучением проблемы, степенью ее разработанности. Определялась методология исследования и разрабатывалась его методика, были выявлены проблемы в области геометро-графической подготовки, требующие своего решения в свете основных направлений новой образовательной парадигмы.

Второй этап (2003-2006) – связан с углублением и расширением теоретических основ рассматриваемой концепции обучения, уточнением теоретических позиций, отразившихся в первой монографии, разрабатывались учебные пособия и методические указания, проводился педагогический эксперимент, разрабатывалась и внедрялась в учебный процесс в рамках совершенствования обучения начертательной геометрии и инженерной графике дисциплина «Компьютерная графика» и ее дидактическое обеспечение.

Третий этап (2007-2008) – определение методологических позиций, построение гипотез исследования, что позволило уточнить проблемы преподавания геометро-графических дисциплин (в целях развития междисциплинарных компетентностей студентов технического вуза); написание второй монографии.

Четвертый этап (2009-2010) – связан с подведением итогов исследования, систематизацией и теоретическим обобщением результатов исследования, экспериментальной апробацией результатов, реализацией исходных положений в различных публикациях.

Базой исследования являлись: Уральский государственный горный университет (инженерно-экономический и горно-механический факультеты, студенты 1-2-го курсов); Уральский государственный технический университет (УПИ) (студенты 1-го курса строительного факультета); Уральская государственная архитектурно-художественная академия (студенты 3-4-курса).

Достоверность полученных результатов исследования и обоснованность выводов подтверждены методологическими и теоретическими позициями работы, базирующиеся на общепризнанных фундаментальных трудах из различных областей современной науки и адекватных проблемам, целям, предмету и задачам исследования; подтверждаются общим методологическим подходом (междисциплинарным, синергетическим, системным, деятельностным, компетентностным, информационно-когнитивным, личностно-ориентированным) к процессу обучения начертательной геометрии (теории геометрического моделирования); практикой внедрения в учебный процесс и итогами педагогического эксперимента; апробацией исследования, результаты которого обсуждались на всероссийских и международных конференциях и семинарах.

Научная новизна исследования заключается в методологическом и научно-теоретическом обосновании междисциплинарных функций геометро-графического образования (с ядром обучения – теорией геометрического моделирования и геометро-графической моделью как системообразующего фактора) в учебном процессе технического вуза.

Основные положения, отражающие научную новизну:

  • Разработана методология междисциплинарного подхода, представляющая структуру учебных дисциплин подготовки специалиста в техническом вузе в виде целостной информационной системы, базирующейся на методах геометро-графического моделирования.
  • Определена сущность междисциплинарного подхода, обусловленного междисциплинарной составляющей геометро-графического образования для специальностей технического вуза, представляющая интеграцию фундаментальной и вариативной составляющих в целостном процессе ГГО; совокупность содержания общей и предметной области которых является базой для формирования профессиональных и междисциплинарных компетентностей. Основными компонентами междисциплинарной концепции содержания ГГО с ядром обучения ТГМ являются:
  • комплекс взаимодополняющих и взаимосвязанных методологических подходов (системный, синергетический, деятельностный, компетентностный, информационно-когнитивный, личностно-ориентированный), при формировании содержания геометро-графического образования в техническом университете, характеризуемый совместным действием этих подходов, позволяя изучать педагогические системы в различных аспектах и получать разноплановые характеристики исследуемых явлений;
  • владение визуально-образным геометрическим языком и компьютерными технологиями геометро-графического моделирования;
  • реализация основных дидактических принципов (научности, фундаментальности, прикладной направленности, системности, систематичности и последовательности, наглядности, самостоятельности обучающихся и др.) и специальных принципов (открытости, нелинейности, неустойчивости, динамической иерархичности, наблюдаемости).
  • Разработана модель подготовки специалиста технических направлений, построенная на основе междисциплинарной концепции ГГО, ее структура и содержание отличаются от известных тем, что она более полно отражает междисциплинарную направленность профессиональной подготовки будущих специалистов.
  • Обоснованы междисциплинарные функции геометро-графического образования, предполагающие смену направления обучения в сторону развития междисциплинарных компетентностей студентов – овладение методами научного познания, приемами эвристической деятельности, развитие у них визуально-образного геометрического мышления, опыт комплексного применения геометро-графического моделирования при изучении разных дисциплин в техническом вузе.
  • В рамках предложенной концепции разработаны теоретические положения методической системы геометро-графического образования в техническом вузе, принципы отбора содержания, методы, формы и средства геометро-графического образования; исследованы и обоснованы два метода решения задач геометро-графического, основанных на организации категориальных понятий. Один из них является пропозициональным, предназначенным для построения геометро-графических моделей; другой – представляет семантическую сеть категориальных понятий, предназначенную для решения геометро-графических задач.
  • Определены критерии реализации междисциплинарного подхода для обеспечения профессиональной направленности геометро-графического курса в техническом университете; выявлены педагогические условия реализации междисциплинарного подхода к геометро-графическому образованию в направлении совершенствования системы подготовки будущего специалиста.

Теоретическая значимость исследования:

  • Педагогика высшей школы дополнена концепцией междисциплинарного подхода к формированию структуры и содержания образования, в частности, геометро-графического в техническом вузе. Установлена зависимость успешности обучения будущих специалистов от уровней интеграции, способствуя достижению научного характера знаний будущими специалистами, развития у них творческого мышления, овладения междисциплинарными компетентностями обучаемыми (на основе использования систематизации, обобщения и интегрирования знаний; разных вариантов геометро-графических образовательных траекторий, учитывающих специфику профессиональной деятельности по выбранной специальности).
  • Обоснована концепция формирования структуры и содержания геометро-графического образования в техническом вузе в условиях интеграции с общеинженерными и специальными дисциплинами. Её сущность заключается в совершенствовании процесса обучения геометро-графическим дисциплинам во втузе как целостной системы обучения на основе междисциплинарного подхода, базирующегося на интеграции дисциплин и обеспечивающего эффективное и рациональное профессиональное становление будущего специалиста. Системообразующим фактором интеграции дисциплин выступает геометро-графическая модель, обеспечивающая формирование междисциплинарных компетентностей у выпускников в условиях методологической, мировоззренческой и профессиональной направленности и акцентирования развития визуально-образного мышления.
  • Выявлены теоретико-методологические и организационно-педагогические основы проектирования и реализации процесса формирования содержания ГГО в техническом вузе, обусловленные закономерностями развития общества и особенностями социально-экономических, информационно-коммуникационных, социально-педагогических и образовательных процессов.
  • На основе анализа интеграционных процессов в высшем профессиональном образовании теоретически обоснованы синергетические принципы (открытости, нелинейности, неустойчивости, динамической иерархичности – эмерджентности, наблюдаемости), отражающие специфику различных уровней интеграции дисциплин технического образования, обеспечивающих систему междисциплинарного знания. Принципы объединяют отдельные учебные дисциплины посредством общей целевой функции, объекта исследования, методологии построений, ориентированной на интеграцию дисциплин, и обеспечивают обобщенное интегрированное представление о природе.
  • Доказана необходимость пересмотра ориентиров при формировании содержания ГГО, базирующихся на реализации в содержании ГГО методов моделирования с использованием компьютерной визуализации, что повышает информационную емкость восприятия современного выпускника, обеспечивает его интерактивное взаимодействие с моделью, ориентирует его на преобразование абстрактно-логической информации в визуально-образную, позволяя упростить процесс решения конкретных задач.
  • Выявлены и теоретически обоснованы содержательно-технологические основания интеграции геометро-графических, общеинженерных и специально-технических дисциплин, придающие образовательному процессу целостность и системность, включающие инженерно-геометрические задачи, условия и требования которых определяют модель некоторой ситуации, возникающей в профессиональной деятельности инженера, а исследование этой ситуации осуществляется методами геометро-графического моделирования.
  • Обоснована теоретическая модель подготовки будущих специалистов технических направлений, включающая четыре преемственно-взаимосвязанных блока (управления, содержательный, процессуальный, результативный) и имеющая своей целью формирование междисциплинарной компетентности, базирующейся на технологии геометро-графического моделирования, объединяющей технические специальности (механика, строительство, городской кадастр, природообустройство), а также ряд других (геология, геофизика), включающих творческие специальности (проектирование ювелирных изделий).
  • Расширено терминологическое поле проблемы за счет определения понятий «междисциплинарный подход», «интеграция дисциплин», «междисциплинарная компетентность», «визуально-образное мышление», «междисциплинарное образование», «геометро-графическая компетентность», «геометро-графическая культура», «геометро-графическое образование», «геометро-графическая модель», что способствует дальнейшему развитию понятийно-терминологического аппарата теории профессионального образования и социально-педагогической поддержки.

Практическая значимость исследования состоит в системно-прикладном характере, реализующем концептуально ориентированное содержание ГГО как фундамента междисциплинарной компетентности будущего инженера в условиях интеграции и информатизации различных сфер деятельности. Геометро-графическая модель является системообразующим фактором, имеющим открытый эволюционирующий характер.

Предложены пути достижения системности усвоения содержания ГГО и овладения прикладными умениями на основе применения комплекса методов, форм и средств управления обучением, обеспечивающих последовательный и перспективный характер развития обучающегося, создавая основу для саморазвития и самообразования личности обучающегося.

Разработанная в ходе исследования модель подготовки будущего специалиста технических направлений использована в качестве основы при формировании учебного плана специальности «Реклама», которая нами открыта в Уральском государственном горном университете на базе кафедры «Инженерная графика». Учебный план основывается на междисциплинарном подходе, обеспечивая взаимодействие естественных, общетехнических, гуманитарных, социально-экономических и специальных дисциплин, в том числе подготовлен комплекс дидактических средств обеспечения учебного процесса для студентов специальности «Реклама».

Разработанная модель подготовки будущих инженеров может быть использована в качестве базовой при формировании аналогичных междисциплинарных построений учебного плана технических специальностей в современных условиях развития технических университетов. Разработано и апробировано комплексное научно-методическое обеспечение процесса обучения геометро-графическим дисциплинам студентов, включающее разработку программ дисциплин геометро-графического цикла, элективных курсов, учебных пособий и методических рекомендаций, диагностических материалов.

Совокупность основных компонентов ГГО (предметно-содержательный, профессионально-деятельностный, личностный), являющихся инструментарием профессиональной подготовки специалистов технического профиля, внедрена в учебный процесс вузов г. Екатеринбурга (Уральский государственный горный университет, Уральская государственная архитектурно-художественная академия, Уральский государственный технический университет), а также может быть использована в процессе совершенствования ФГОСа третьего поколения в системе высшего профессионального технического образования. Результаты исследования используются в учебном процессе при обучении геометрическому моделированию (включая компьютерную графику), в системе повышения квалификации работников высшей школы, а также могут использоваться в дальнейших исследованиях по проблемам междисциплинарного образования, разворачивающихся в русле мировых тенденций.

Личный вклад автора в исследование заключается в получении научных результатов, изложенных в диссертации и опубликованных работах, выражается в теоретико-методологической разработке основных идей и положений исследования по избранной теме, а также в практической реализации. Определена специфика междисциплинарного подхода к геометро-графическому образованию студентов технического университета, выявлены принципы формирования структуры и содержания геометро-графического образования. Вся опытно-поисковая работа, полученные результаты и сделанные выводы выполнены непосредственно автором в процессе научной, учебно-методической, практической педагогической деятельности в качестве преподавателя и заведующего кафедрой инженерной графики Уральского государственного горного университета.

Положения, выносимые на защиту:

    • Построение структуры и содержания ГГО на основе междисциплинарного подхода, опирающихся на интеграцию геометро-графических, общеинженерных и специальных дисциплин, позволяет более эффективно овладевать профессиональными компетентностями в быстро меняющейся информационно-технологической среды, обеспечивая достижения современного уровня профессиональной подготовки.
    • Междисциплинарный подход основан на интеграции фундаментальной и вариативной составляющих, обусловливающей междисциплинарную составляющую. Фундаментальная составляющая базируется на содержании геометро-графических знаний, определяющим ядром которых является геометро-графическое моделирование; вариативная – на содержании геометро-графических знаний, направленных на профессионализацию выпускников технического университета по избранной специальности; междисциплинарная составляющая – конструктивно организованная форма взаимодействия фундаментальной и вариативной составляющих, объединенных одной целью, которая реализует профессиональные качества личности и ведущая к развитию междисциплинарных компетентностей будущих специалистов.
    • Интеграция в процессе обучения опирается на визуально-образное мышление (реализуемое с помощью геометро-графического моделирования) и требует новой содержательной основы. Она включает: систему целей; категориально-понятийную структуру дисциплины; соответствующий вариант научного языка как средства коммуникации; взаимоотношение между теорией и практикой (эмпирический базис как источник научных знаний, которые, в свою очередь, являются источником научной теории, а теоретические модели – основой решения практических задач).
    • ГГО направлено на личностное развитие студентов, обеспечение способности и готовности комплексно применять полученные компетентности, в том числе и в профессиональной деятельности, и включает: системный характер профессиональных знаний, указывающий на необходимость междисциплинарного синтеза; теоретическую подготовку и овладение основными научными методами геометро-графического моделирования для решения познавательных и практических задач.
    • Междисциплинарная концепция формирования структуры и содержания ГГО с ядром обучения – теорией геометрического моделирования – включает комплекс взаимосвязанных методологических подходов (системного, синергетического, деятельностного, компетентностного, личностно-ориентированного); основные дидактические принципы (научности, фундаментальности, системности, систематичности и последовательности, профессиональной направленности, связи теории с практикой, доступности, наглядности), а также специфические принципы (открытости, нелинейности, неустойчивости, динамической иерархичности – эмерджентности, наблюдаемости).
    • Механизм реализации междисциплинарного подхода к геометро-графическому образованию, базирующийся на интеграции дисциплин в техническом университете, включает в себя содержательный и технологический аспекты. Содержательный аспект определяется интеграцией фундаментальной и вариативной составляющих, обусловливающей междисциплинарную составляющую геометро-графических знаний в подготовке специалистов конкретного технического направления. Технологический аспект представляет собой вариативное использование форм, методов и средств обучения студентов на основе особенностей геометро-графического образования.
    • На основе междисциплинарной концепции геометро-графического образования в техническом вузе определяется модель специалиста технического направления, ее содержательная составляющая, проектируется учебный процесс.

Публикации. Основное содержание исследования опубликовано в 56 работах (более 100 п.л.), в том числе в 3 монографиях, в 9 учебно-методических пособиях, три из которых с грифом УМО вузов РФ по образованию в области горного дела, и в 44 статьях (12 из которых в изданиях, рекомендованных ВАК РФ).

Апробация и внедрение результатов исследования. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях и семинарах: Межвузовская научно-техническая конференция «Фундаментальные и прикладные исследования – транспорту» в Екатеринбурге (1996 и 2000); Всероссийский семинар-совещание заведующих кафедрами графических дисциплин «Актуальные проблемы теории и методики графических дисциплин» в Пензе (1999); Всероссийская научно-практическая конференция по графическим информационным технологиям и системам «КОГРАФ» в Нижнем Новгороде (2000); Всероссийская научно-методическая конференция «Актуальные вопросы обучения молодежи графическим дисциплинам» в Рыбинске (2003); Межвузовская научно-методическая конференция «Совершенствование подготовки учащихся и студентов в области графики, конструирования и стандартизации» в Саратове (2004), Всероссийская научно-методическая конференция «Композиционная подготовка в современном архитектурно-художественном образовании» в Екатеринбурге (2004); 11-ая Международная конференция по геометрии и графике в Гуанджоу (Китай, 2004); Украинско-Российская научно-практическая конференция «Современные проблемы геометрического моделирования» в Харькове (2005); 12-ая Международная конференция по геометрии и графике в Сальвадоре (Бразилия, 2006); Всероссийское семинар-совещание заведующих кафедрами графических дисциплин «Состояние, проблемы и тенденции развития графической подготовки в высшей школе» в Челябинске (2007), III Всероссийская научно-практическая конференция «Проблемы и методика преподавания естественнонаучных и математических дисциплин» Екатеринбург (2007), 13-ая Международная конференция по геометрии и графике в Дрездене (Германия, 2008), Международная научно-практическая конференция «Образование и культура в развитии современного общества» в Новосибирске (2009), Всероссийский семинар «Творческое ядро педагогического исследования: идея-замысел-гипотеза» в Тюмени (2010).

Внедрение результатов исследования осуществлялось на трех уровнях: 1) на уровне монографического исследования при разработке программ по курсам специальных дисциплин и новой программы «Теория геометрического моделирования», при проведении занятий по курсам начертательной геометрии, инженерной графики, пакетам прикладных программ со студентами вузов г. Екатеринбурга: в Уральском государственном горном университете; Уральской государственной архитектурно-художественной академии; Уральском государственном техническом университете; 2) на уровне выполнения научно-исследовательских работ при защите дипломных проектов по направлениям: «Психология»; «Маркетинг, реклама, связи с общественностью», полученных при прохождении переподготовки преподавателей в Уральском государственном университете; 3) на уровне непосредственного внедрения в учебный процесс пособий, методических разработок, методических рекомендаций, программ, разработанных с опорой на междисциплинарный подход.

Структура диссертации соответствует логике исследования и содержит введение, четыре главы, заключение, библиографический список и приложения. Кроме текстовых материалов в работу включены схемы, таблицы, рисунки, графики.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении сформулирована проблема и обоснована ее актуальность, цель, предмет, гипотеза и задачи исследования, представлена его теоретико-методологическая основа, показана научная новизна, теоретическая и практическая значимость работы, сформулированы положения, выносимые на защиту.

В первой главе «Теоретико-методологические основания интеграции в образовательном процессе технического университета» анализируются современные тенденции развития высшего технического образования, исследуются проблемы геометро-графического образования во втузах, аргументируются объективные основы интеграции, реализующие формирование содержание ГГО, рассматриваются современные подходы к формированию ГГО.

В процессе выполнения исследования автором был проведен анализ большого количества работ, связанных с тематикой диссертации. Анализ позволил сделать вывод, что основой модернизации образования должна стать стратегия, способствующая целостности восприятия научной картины мира, системности мышления, опирающаяся на интеграцию, которая выступает определяющим фактором обновления структуры и содержания образования в ходе его информатизации. Причем анализ психолого-педагогической и дидактико-методической литературы, посвященной теории интеграции, показал существование различных направлений в исследовании сущности данного явления. Если интеграцию содержания образования рассматривать как объект исследования, то можно выделить два основных подхода: содержательный и процессуальный (М.Н. Скаткин, Г.И. Батурина). В первом случае ставится цель создать у обучающихся систему обобщенных знаний, во втором – систему общей деятельности для различных дисциплинарных научных отраслей.

В качестве интегративных механизмов берутся связь и отношения, которые устанавливаются между интегрируемыми объектами согласно содержательной структуре и в определенной технологической последовательности, обеспечивающих движение информации и влияние одних компонентов на другие.

В качестве психологического механизма интеграции многие исследователи называют механизм ассоциаций, т.е. целенаправленное формирование в представлении студентов необходимой цепочки ассоциаций, связывающих понятия, теории, методы, рассматриваемые в разных учебных дисциплинах, в единую логически связанную систему знаний. Известно, что вне этой цепочки ассоциаций методы (а также понятия и теории) становятся в значительной мере формальными. Чтобы методы науки были прочно и адекватно усвоены, они должны «предстать» обучаемому в разных контекстах, вызывающих различные ассоциации.

В педагогическом аспекте механизмы интеграции опосредованы ее связью с дифференциацией (А.П. Беляева). Интеграция и дифференциация сосуществуют на основе соотношения теории и практики, универсализации и специализации содержания профессиональной подготовки студентов, для чего используются сквозные понятия, интегрированные методы при решении учебно-познавательных и практических задач. При изучении многих разделов общеинженерных и специальных дисциплин происходит закрепление геометро-графических знаний и выработка умения их использовать при решении инженерно-геометрических задач (условие и требование которой определяют собой модель некоторой ситуации, возникающей в профессиональной деятельности инженера, а исследование этой ситуации осуществляется методами геометро-графического моделирования и способствует профессиональному развитию будущего инженера).

Степень интеграционного взаимодействия дисциплин характеризуется тремя уровнями (М.Н. Берулава). Первый уровень – межпредметные связи – при решении задачи одного предмета привлекаются знания другого. Второй уровень – дидактического синтеза – интеграция учебных предметов осуществляется постоянно на базе одного из них, причем каждый из взаимодействующих предметов в то же время сохраняет свой статус и свои концептуальные основания. Третий уровень – целостность – завершающийся формированием новой учебной дисциплины, носящий интегративный характер и имеющий собственный предмет исследования. В данной работе интеграция исследуется на втором уровне. Здесь обусловливается создание междисциплинарной среды обучения (целостность, которая создается путем синтеза научных знаний дисциплин и предметов деятельности, связанная с обменом идеями, методами, понятиями и имеющая свойства, которые не присущи составляющим ее дисциплинам).

Создание междисциплинарной среды связано с тем, что возникают задачи, решение которых опирается на использование междисциплинарных знаний, с применением комплексного метода, концентрирующего в себе данные разных наук об исследуемом объекте. При этом возникает новый тип деятельности, отличаются технологии формирования компетентности.

Тенденция к интеграции образования оказывает большое влияние на обновление содержания ГГО, которое является неотъемлемой частью высшего технического образования. ГГО рассматривается как процесс обучения и воспитания, осуществляемый в ходе изучения геометро-графических учебных дисциплин в системе непрерывного общего и специального образования, при котором наряду с формированием определенной совокупности геометро-графических знаний, умений и навыков происходит развитие визуально-образного мышления учащихся, их геометро-графической культуры, формирование геометро-графических компетентностей.

Сложность формирования геометро-графического образования в техническом университете, теоретической основой которого служит начертательная геометрия (НГ), состоит в том, что НГ (и в целом, инженерная графика) занимает двойственное положение. С одной стороны, она выступает как особая общеобразовательная дисциплина, ибо знания, полученные по НГ, являются фундаментом для изучения других общеинженерных и специальных дисциплин. С другой стороны, для большинства специальностей технических вузов НГ не является профилирующей дисциплиной, и студенты воспринимают ее лишь как некую второстепенную дисциплину. Для решения профессиональных задач будущий специалист должен уметь строить геометрические (визуальные) модели, осуществлять постановку задачи геометрическими средствами, выбирать подходящий метод и алгоритм для решения задачи; применять для решения задачи геометро-графические методы с использованием современных компьютеров и на основе геометрического анализа решать инженерные задачи.

Обязательными принципами ГГО в вузе являются: а) непрерывность изучения и применения начертательной геометрии, которая исходя из своей специфики отражается в комплексном обучении процессу моделирования; б) фундаментальность ГГО, но не в духе традиционного дисциплинарного понимания фундаментальных наук, заложившего образовательную парадигму индустриального общества, а с учетом перехода ее в междисциплинарную стадию постиндустриальной науки; в) динамичность, проявляющаяся в постоянной корректировке и совершенствовании в условиях современного развития науки, техники, общества.

Процесс формирования содержания ГГО находится в постоянном совершенствовании. Среди ученых-педагогов, занимавшихся модернизацией содержания образования, Б.В. Гнедеко, Ю.К. Бабанский, Ю.М. Колягин, Л.Д. Кудрявцев, М.А. Люстинг, А.А. Пинский, Н.Х. Розов и др. Анализ учебных планов, программ, учебников и учебных пособий в исследуемой сфере свидетельствует о том, что отбор информации в рамках учебного процесса не соответствует современным требованиям, идет по инерции в соответствии с имеющейся уже информацией. Содержание образования проявляется в конкретной отдельной дисциплине, причем содержание образования нельзя определить, не учитывая интеграцию между дисциплинами, поскольку современная дидактика исходит из принципа целостного отражения науки в содержании обучения: как системы обобщенных знаний и деятельности, в единстве теории и методов (М.Н. Скаткин, В.В. Краевский, И.Я. Лернер и др). Использование интеграции в проектировании содержания образования обогащает способы мышления, углубляет знания, методы познания и деятельности, способствует формированию целостного научного мировоззрения, дающего возможность многомерного видения проблемы.

Основой осуществления интеграции в образовательном процессе являются общие структурные элементы учебных дисциплин. Как известно, процесс интеграции обусловлен системообразующими его факторами. В самом общем смысле системообразующий фактор представляет собой все явления, силы, процессы и т.д., которые приводят к образованию системы. В настоящее время в научных исследованиях выделяют внешние и внутренние системообразующие факторы. Содержание внешних факторов определяется запросами и требованиями практики, внутренних факторов – потребностями самих учебных дисциплин. В реализации интеграции на роль внутренних системообразующих факторов нами выдвигаются, прежде всего, методы геометро-графического моделирования, а на роль внешних факторов – использование в обучении прикладных методов геометро-графического моделирования, для решения инженерно-геометрических задач, обусловливая формирование междисциплинарных компетентностей.

Отметим, что междисциплинарные компетентности, кроме знаний, умений и навыков, включают следующие качества личности: понимание связей между различными дисциплинами и готовность применять знания из одних дисциплин при изучении других; опыт комплексного применения знаний по соответствующим дисциплинам при изучении других; уровень осознанного применения знаний в профессиональной деятельности, опирающихся на знания различных дисциплин; уверенность студента в своих возможностях решать задачи профессиональной деятельности, комплексно применяя знания по различным дисциплинам; готовность при изучении дисциплины получать новые знания из других дисциплин и видов деятельности; свободная ориентация в среде информационных технологий.

Анализ проблемы позволил сформулировать положение, что интеграция – это процесс и результат построения такой целостности, которая создается путем синтеза научных знаний и предметов деятельности, связанной с обменом идеями, понятиями, методами, взаимопроникновением структурных элементов различных областей научного знания, обусловленная отображением природных связей и ведущая к увеличению емкости, концентрации и генерированию знаний. В образовательном процессе учебная дисциплина (и соответствующая ей научная область) выступает объективной основой интеграции. Принцип интеграции дисциплин предполагает, что содержание учебной дисциплины нужно рассматривать как взаимосвязь содержания различных учебных дисциплин, обеспечивающую взаимовлияние, взаимопроникновение междисциплинарных научных знаний, с целью направленного развития у студентов всесторонней, комплексной, диалектически взаимосвязанной целостной системы научных представлений о тех или иных сторонах и свойствах материального мира, творческого мышления и формирования междисциплинарных компетентностей.

Вывод, к которому мы пришли, состоит в утверждении: при формировании структуры содержания образования в техническом вузе необходимо опираться на интегрирование современных подходов к формированию содержания геометро-графического образования в техническом вузе. Среди них нами выделены подходы: системный, синергетический, компетентностный, деятельностный, информационно-когнитивный, личностно-ориентированный, предметно-научный, связанный с конкретным предметом исследования. В качестве интегративного подхода к формированию содержания геометро-графического образования в техническом вузе в данном исследовании предлагается междисциплинарный подход.

Во второй главе «Концепция формирования структуры и содержания геометро-графического образования в техническом вузе в условиях интеграции с общеинженерными и специальными дисциплинами» раскрывается сущность междисциплинарного подхода к формированию структуры и содержания ГГО, разрабатывается теоретико-методологическая основа целостности процесса обучения в техническом вузе, предлагаются принципы построения ГГО на основе междисциплинарного подхода, разрабатывается модель подготовки специалиста технического направления на основе междисциплинарного подхода.

Понятие «междисциплинарное образование» является центральным в рассмотрении проблемы нашего исследования. Междисциплинарное образование есть процесс, направленный на рост социальной и профессиональной мобильности личности, расширение возможностей компетентного выбора личностью жизненного пути и на саморазвитие личности.

При построении содержания ГГО в высшей технической школе на основе междисциплинарного подхода в содержании учебной дисциплины или образовательной области должна выделяться фундаментальная и вариативная составляющие, которые в своем «непустом» пересечении дадут именно междисциплинарную составляющую содержания образования. Фундаментальная составляющая содержания закладывается существующим ФГОСом. Вариативная составляющая ГГО есть динамическая часть содержания, направленная на профессионализацию выпускника технического университета по избранной специальности и отражающая современные достижения и направления развития начертательной геометрии. Междисциплинарная составляющая – конструктивно организованная форма взаимодействия фундаментальной и вариативной составляющих, объединенных одной целью, реализующая профессиональные качества личности и ведущая к появлению междисциплинарных компетентностей будущего специалиста.

В своем исследовании мы применяли междисциплинарный подход, как для формирования содержания учебной дисциплины, так и для форм организации и средств обучения предмету, обусловливающие интеграцию геометро-графических, общеинженерных и спецдисциплин. В процессе обучения начертательной геометрии важную роль играют все виды учебной деятельности: спецкурсы и факультативы, отдельные виды занятий, среди которых – лекции, практические занятия, компьютерные практикумы, самостоятельная работа, олимпиады, конкурсы. В этом случае происходит деление вариативной составляющей по формам организации обучения. Средствами обучения в условиях интеграции выступают инженерно-геометрические задачи, базирующиеся на задачах геометро-графического моделирования, отражающие специфику выбранной специальности.

Исследование проблемы показало междисциплинарную и практико-ориентированную направленность ГГО, обусловливающую необходимость применения междисциплинарного подхода к содержанию ГГО. Геометро-графические методы решения задач всегда находили широкое применение при решении прикладных задач, возникающих в различных областях человеческой деятельности. Это связано с тем, что визуально-образная информация значительно упрощает процесс восприятия при решении поставленных задач. Поэтому для упрощения решения большинства задач необходимо чтобы прикладные задачи были переведены на геометро-графический визуально-образный язык. Это означает, что прогресс начертательной геометрии (как теоретической основы геометрического моделирования) происходит как под воздействием внутренних потребностей развития, так и под влиянием запросов практики.

Тогда междисциплинарный подход будем понимать как в общем, так и в конкретно-научном смысле. В общем смысле междисциплинарный подход – это подход или исследовательский метод, который использует две или более дисциплины, в зависимости от предмета исследования, его масштабности и нахождения конкретных способов сопряжения информации, получаемой различными дисциплинами в решении конкретных проблем, возникающих в процессе познания и преобразования действительности и соответствующий ему принцип интеграции дисциплин.

В сфере образования междисциплинарный подход – это, прежде всего, инструмент прикладных исследований, позволяющий учитывать как инвариантность содержания образования, так и его вариативность, проявляющуюся в конкретный исторический период требованиями профессиональной деятельности; а также, совокупность концептуальных положений, определяющих способность системы образования обеспечивать систематизацию, обобщение и уплотнение знаний на основе интеграции дисциплин, способствуя повышению научного уровня знаний будущего специалиста, развития у него творческого мышления, формирования междисциплинарных компетентностей, предоставляя обучаемым разные варианты геометро-графических образовательных траекторий, учитывающих специфику профессиональной деятельности по выбранной специальности.

Междисциплинарный подход позволяет координировать действия нескольких наук (подходов, дисциплин), направленных на построение целостной модели изучаемого объекта, находя возможность перевода языка каждой из них на язык другой, позволяет соотносить информацию, получаемую каждой из наук и, следовательно, интегрировать полученные знания для выработки целостной картины исследования.

Задача построения целостной системы (междисциплинарной среды) обучения в техническом вузе является многоплановой, при этом выделяются три уровня целостности (А. Суханов). Первый, или высший уровень – это целостность всего фундаментального образования, как конечная цель новой парадигмы образования. Второй уровень целостности заключается в создании отдельных единых целостных систем, состоящих из отдельных учебных дисциплин, объединенных общей целевой функцией, объектом исследования, методологией, ориентированной на междисциплинарную интеграцию и обеспечивающие обобщенное интегрированное представление о природе. Третий уровень целостности – уровень отдельных дисциплин, которые отвечают требованиям второго и первого уровней.

Построение целостной системы обучения начнем с высшего уровня – концептуальной модели междисциплинарного знания всего высшего образования. В современной науке достаточно успешно «работает» многоуровневая концепция научных знаний, которая в совокупности образует следующие основные группы методов и теорий: 1) философские методы и теории; 2) общенаучные методы и теории исследования, которые опираются на общенаучные понятия; 3) частнонаучные методы и теории.

Методологической основой интеграции является принцип всеобщей связи явлений, перенос знаний в диалогах дисциплин и возникновение междисциплинарных научных языков. В основе процесса познания лежит процесс моделирования как оптимальный и экономичный способ фиксации научного знания (А.А. Андреев, Н.Н. Моисеев, В.А. Штофф и др.). Это связано с тем, что модель любого объекта (процесса, явления и т.п.) можно представить как некий другой объект, исследование которого служит средством для получения знания об объекте-оригинале. Формирование моделей, основанных на едином взгляде на окружающий человека мир, на понятии «мир как целое», дает возможность подвести под единую основу разрозненные сведения, получаемые из изучаемых предметов и явлений, а также позволяет сформировать систему знаний, высшей формой организации которой является именно теория. Теория возникает на основе наблюдений, экспериментов, описания, классификации и обобщения фактов. Она предполагает не только констатацию фактов и их описание, но и объяснение, осмысление их во всей системе данной науки. Следовательно, каждая, отдельно взятая теория, представляет фрагмент общей модели (образа) картины мира.

Такая системная точка зрения показывает, что структура междисциплинарного знания должна представляться многомерной сетью взаимосвязанных методов моделирования, концептуальная модель которой представлена в тексте диссертации и является моделью целостного междисциплинарного научного знания (первый уровень), устанавливая структурные связи между различными научными теориями на основе «единого» (междисциплинарного) языка. Создание междисциплинарного языка в обширных областях научных теорий представляется перспективным направлением. Однако на современном этапе междисциплинарного профессионального общения таким языком служит язык геометрического моделирования (визуально-образный язык – первый язык передачи и хранения информации).

Отметим, что необходимость второго уровня целостности признается практически всеми, кто занимается методологией и методикой высшего образования. Расходятся же они, как правило, в выборе основания, по которому предлагается осуществлять построение целостной системы (междисциплинарной среды) обучения. Существенные трудности здесь связанны с недостаточным взаимопониманием представителей различных наук. Использование какой-то определенной науки будет способствовать еще большему терминологическому разнобою, от которого и так страдают наши науки. В диссертационном исследовании научной базой для решения проблем совершенствования процесса обучения в техническом вузе и построения целостной междисциплинарной среды обучения нами выбрана методология синергетики, поскольку синергетика в процессе познания опирается на универсальные общие, специальные и частнонаучные методы, которые в своей совокупности определяют синергетический подход (В.И. Андреев, О.Н. Астафьева, В.Г. Буданов, В.В. Василькова, В.А. Герович, Е.Н. Князева, В. Крон, С.П. Курдюмов, И.В. Лупандин, Т.С. Назарова, И.Г. Рузавин, И.Б. Сенновский, П.И. Третьяков и др.). Характерной чертой синергетического мировоззрения является построение образа (модели) целостной картины мира, основой которой выступают междисциплинарные связи между различными областями знаний, выделенные после изучения моделей различных сложных систем.

Основные идеи синергетической методологии обусловливаются синергетическими принципами, среди которых: незамкнутость (открытость), нелинейность, неустойчивость, динамическая иерархичность (эмерджентность), наблюдаемость. Все принципы тесно взаимосвязаны и используются в прикладном значении к нашему исследованию. При реализации этих принципов к процессу формирования структуры и содержания ГГО мы исходили из того, что научное геометрическое знание является системой и обеспечивающим базисом всех ее составных частей, основными из которых выступают научная геометрическая теория и метод геометро-графического моделирования, лежащие в основе учебной дисциплины (НГ), и, следовательно, являются ведущими компонентами содержания ГГО. Научное знание – это результат научного познавательного процесса, а образовательное – это результат познания (изучения) научного знания, отраженного в содержании образования. Поэтому, отталкиваясь от концепции развития научного геометрического знания, можно очертить панораму развития образовательного геометрического знания, а, следовательно, и изменений в обновлении содержания ГГО.

В связи с изменением представлений о структуре и динамике развития междисциплинарных знаний, выделенные синергетические принципы формирования научного геометрического знания, базирующегося на геометро-графическом (визуально-образном) моделировании, обусловливают формирование ГГО, обновление его содержания (третий уровень). Отметим, что данное исследование является завершенным, но, в общем, новое состояние общества, науки и техники могут потребовать новых исследований по выбору оптимальной технологии обучения. На данный период, по нашему мнению, предложенная методология может быть использована и для других общеинженерных и специальных дисциплин.

Принцип незамкнутости (открытости) подразумевает обмен знаниями и информацией с междисциплинарной средой, обусловливая целостную систему знаний.

Принцип нелинейности представляет процесс нелинейного взаимодействия системы геометрического знания с междисциплинарной средой, которая является источником для обогащения самого геометрического знания (посредством появления новых прикладных задач и новых направлений исследования) и, благодаря этому, геометрическое знание формируется для умножения потенциала самой среды. Следовательно, прогресс геометрического знания происходит как под воздействием внутренних потребностей развития, так и под внешним влиянием запросов междисциплинарной среды (среди них присутствуют задачи, возникающие в естествознании, математике, инженерном деле, строительстве, архитектуре, экономике и др.).

Нелинейные явления основываются на нарушении принципа суперпозиции (целое не есть сумма его частей), это означает, что в содержании учебной дисциплины должны отражаться нелинейные закономерности, существующие в геометрической науке. В настоящее время в НГ даже нелинейные модели, например, топографические (отображения земной поверхности) при решении задач, аппроксимируют линейными. Тем не менее, при построении геометрических моделей имеют место и нелинейные закономерности, которые возможны только для бесконечных множеств и представляются на первый взгляд парадоксальными, т.к. они не имеют аналогий в случае конечных множеств. Во-первых, речь идет о том, что собственные подмножества бесконечного множества можно взаимно однозначно отображать на это множество. Во-вторых, размерность суммы (объединения) нескольких бесконечных множеств принимают равной максимальной из размерностей слагаемых. В-третьих, размерность геометрических подмножеств данного множества есть величина постоянная. В самом общем виде нелинейность может трактоваться как многовариантность и непредсказуемость перехода системы из одного состояния в другое

Принцип неустойчивости трактуется как одно из условий и предпосылок стабильного и динамического развития системы геометрического знания, обеспечивая его обновление за счет чувствительности к внешним воздействиям междисциплинарной среды, которая поддерживается потоком информации извне, обусловливая получение новых знаний в результате синтеза с междисциплинарной средой в единое целостное интегрированное знание. Периоды неустойчивости перемежаются с периодами устойчивости, которые обеспечиваются многообразием, избыточностью элементов в системе, что соответствует периодам реорганизации и организации системы геометрических знаний.

Принцип динамической иерархичности (эмерджентности) описывает возникновение целостности системы геометрических знаний, т.е. наличие у системы таких свойств, которые не присущи составляющим элементам. Эмерджентность возникает за счет изменений внешних условий (управляющих факторов высших иерархических уровней) воздействующих на более низкие уровни иерархии с их внутренними потребностями, приводящие к изменению геометрического знания (что соответственно отражается на содержании учебной дисциплины).

Принцип наблюдаемости подчеркивает, что целостное описание системы геометрического знания складывается из компонентов дисциплинарных картин, при этом создается общее пространство научной картины мира. Возникшее пространство ведет к возникновению междисциплинарной интеграции, которая предполагает взаимосогласованное использование представлений, методов и моделей дисциплин различного профиля.

При рассмотрении развития геометрического знания мы исходили из того, что синергетический подход не противоречит и, тем более, не заменяет собой диалектический метод. Известно, что источником развития любой системы является «единство и борьба противоположностей». В качестве противоположностей выступают устойчивый и неустойчивый характер развития геометрического знания. Устойчивость развития геометрического знания заключается в разработке различных взглядов, идей, понятий, методов, теорий (содержащих определения, леммы, теоремы, доказательства), возникших и возникающих с целью углубленного познания отдельных сторон материального мира. Устойчивость нарушается при случайных внешних воздействиях (появление новых фактов, не объясняемых существующей областью научного знания), обусловливая неустойчивость. Устойчивость и неустойчивость диалектичны: из устойчивости вырастает неустойчивость, а неустойчивость рано или поздно оборачивается устойчивостью, обусловленная введением нового факта в границы развитого научного знания. За счёт избыточности система обеспечивает себе: 1) адаптивность (плавное эволюционное развитие с предсказуемыми изменениями, которые в итоге подводят систему к некоторому неустойчивому состоянию); 2) одномоментный выход из критического состояния скачком и переход в новое устойчивое состояние.

Таким образом, процесс эволюции геометрического знания, с точки зрения рассматриваемых принципов, представляется как неограниченная последовательность процессов самоорганизации, обусловленная повторяющейся совокупностью периодов развития геометрического знания. Общая схема периода эволюции научного знания выглядит следующим образом: 1) относительное стабильное состояние системы геометрического знания утрачивает устойчивость; 2) бифуркация, обусловленная новым элементом в системе геометрического знания или воздействием на управляющий параметр, запускает динамический процесс, который приводит к дальнейшей самоорганизации системы; 3) по завершении процесса самоорганизации эволюционирующая система геометрического знания переходит в новое относительно устойчивое состояние.

В диссертационной работе проведено историко-синергетическое исследование развития научного геометрического знания соответствующее общей схеме эволюции, было выявлено, что геометрическое знание в своем развитии прошло три исторических периода (характеристика которых подробно описана в диссертации) и в настоящее время проходит четвертый период. В каждом периоде развития менялись методы геометрического моделирования, приводившие к качественным изменениям геометро-графической модели: первый период – графическая модель в виде рисунков; второй период – 2-мерное геометрическое моделирование 2-мерных объектов (геометрия); третий период – 2-мерное геометрическое моделирование 3-мерных объектов (НГ); четвертый период – 3-мерное моделирование 3-мерных объектов, компьютерное моделирование линейных и нелинейных объектов с возможностью анимации (ТГМ). Каждый период развития геометрического знания характеризуется переходом системы через точку бифуркации, в которой эволюционный путь научного знания разветвляется и выделяется новая дисциплинарная область (их может быть несколько). Следует отметить, что под геометрической моделью мы понимаем приближенное представление (изображение) какого-либо множества объектов, явлений внешнего мира в виде совокупности геометрических многообразий и отношений межу ними для получения новых знаний о другом объекте (оригинале). В геометрической модели отображаются элементы разной размерности (в каких-либо сочетаниях и отношениях между собой), имеющие свою внутреннюю структуру. Представление геометрической модели с помощью средств графики (совокупность всех средств получения изображений), в том числе и средствами компьютерной графики, называется геометро-графической моделью.

Рис. 1. Модель эволюции геометрического знания

Полученные результаты при историко-синергетическом исследовании развития геометрического знания позволили сделать вывод, что модель развития геометрического знания является диалектической спиралью. В соответствии с концепциями современного естествознания и философии считается (или является доказанным) то, что развитие осуществляется по диалектической спирали, если согласно основным законам диалектики выявлены и показаны один полный виток и хотя бы часть второго. Нами выявлено три витка (рис. 1).

В результате исследования были выделены основные пути развития научного геометрического знания: 1) развитие и совершенствование способов и методов конструирования четырехмерных (и более высокой размерности) геометрических объектов; 2) развитие теории размерности, симметрии, пропорциональности, позволяющих строить модели нелинейных объектов (в настоящее время это направление уже развивается в теории фрактальной геометрии, где рассматривается дробная размерность и принципы самоподобия); 3)дальнейшее проникновение теории геометрического моделирования в различные области человеческой деятельности. Представленная модель развития научного геометрического знания позволяет осуществить прогнозирование развития также геометро-графического образования и его качественные изменения, и разработать новое содержание ГГО, которое будет обеспечивать междисциплинарную среду в техническом вузе посредством решения инженерно-геометрических задач.

Существенной особенностью дидактического синтеза является то, что определенный материал не просто актуализируется или обобщается, как это имеет место на уровне межпредметных связей, а впервые изучается в рамках конкретной дисциплины. В связи с этим в интеграции содержания образования особую роль играют общедидактические принципы, обусловливающие основные направления формирования ГГО, среди которых принципы научности, фундаментальности, системности, систематичности и последовательности, связи теории с практикой, профессиональной направленности, наглядности (при разработке и обосновании принципов мы исходили, прежде всего, из требований профессии к геометро-графической подготовке специалиста).

Проблема интеграции дисциплин содержит языковой аспект, ее острота может быть в значительной степени снята за счет введения в содержание обучения способов перевода высказываний с одного научного языка на другой, одним из которых может служить метод геометрического моделирования или визуально-образный язык как первый язык междисциплинарного общения. Анализу этого аспекта, основанного на фундаментальных представлениях семиотики, психологии и педагогики, посвящен отдельный раздел 2-й главы диссертации. Показано, что проблема интеграции дисциплин содержит языковой аспект, и что ее острота может быть в значительной степени снята за счет введения в содержание обучения способов перевода высказываний с одного научного языка на другой, одним из которых может служить метод геометрического моделирования или визуально-образный язык как первый язык междисциплинарного общения. В работе детально рассмотрен семантический аспект (знаковая система как совокупность смысловых средств) научных языков. Следует отметить, что человеческие знания, выраженные с помощью любого письменного языка, условно можно разделить на две части: декларативные (описательные) и процедурные (алгоритмические, технологические). Изложение декларативных знаний на практике не всегда удается, однако для отображения технологических знаний, применяемых на практике, можно использовать один и тот же язык, общий для всех научных и учебных дисциплин, позволяющий выражать любые технологические знания в любой предметной области, представляемые моделями семантической организации информации. Проведен анализ инвариантных и специфических характеристик категорий и понятий, обеспечивающих связи в содержании учебных дисциплин.

Спроектированная модель подготовки специалистов технических направлений (рис. 2) содержит следующие взаимосвязанные блоки: управления, содержательный, процессуальный, результативный (итоговый). Блок управления определяет требования к организации рассматриваемого процесса и включает три компонента: нормативный, целевой и научного обеспечения.

Социальный заказ общества

Нормативный и целевой компоненты и компонент научного обеспечения

Компонент научного обеспечения: системный, синергетический, компетентностный, деятельностный, информационно-когнитивный, личностно-ориентированный, междисциплинарный подходы; принципы: общедидактические, специальные

Подпись: Формирование мотивационных и нравственно-эстетических установокПодпись: Формирование учебных, интеллектуальных и профессиональных умений и навыковПодпись: Блок управленияПодпись: Формирование структуры знаний о природе, обществе, осуществляющей снятие главного противоречия между целостнымпредствлением о мире и частным видением с позиции одной наукиПодпись: Развитие форм теоретического и визуально-образного мышленияПодпись: Обеспечение интеграции познавательных методов, средств и приемов смежных дисциплинПодпись: Формирование системы компетенций, определяемых ФГОС ВПОЗадачи

Педагогические условия

абитуриент

Подпись: Нормативная  функция  Подпись: Диалектическая  функция  Подпись: Мотивационная  функция  Подпись: Гносеологическая  функция  Подпись: Содержательно-логическая  функция  Подпись: Деятельностная  функция

Решение задач целеполагания и научного обеспечения

Подпись: Содержательный блок Формирование механизмов функционирования

Междисциплинарная составляющая, включающая интеграцию геометро-графических и профессиональных методов моделирования, интеграция геометро-графических и профессиональных знаний (компетенций), новые требования к специалисту (путем междисциплинарной интеграции) и имеющая три уровня: межпредметные связи, дидактический синтез, интеграция (целостность).

Вариативная составляющая (профессиональные знания (компетенции)

Естественнонаучные дисциплины

Гуманитарные и экономические дисциплины

Общетехнические дисциплины

Специальные дисциплины

Фундаментальная составляющая - геометро-графические знания (компетенции): оптимизация учебных планов г-г дисциплин

содержательная составляющая, отражающая междисциплинарную направленность геометро-графических дисциплин; организационная составляющая – проведение мониторинга требований, предъявляемых в данное время к специалисту технического профиля на рынке труда, обеспечивая его конкурентоспособность; организационно-содержательная – организация взаимодействия преподавателя и студента на основе сотрудничества, самостоятельной работы, индивидуализации обучения

Формирование междисциплинарной компетентности

Подпись: Процессуальный блокОпределение состава и структуры содержания ГГО

Формы организации

обучения

Содержание ГГО

Подпись: Результативный блокРазработка управляющих параметров функционирования и развития системы

Модель специалиста

Результат: переход будущего специалиста технического профиля на более высокий уровень профессиональной компетентности

 (КУ)®f(Т, Ц, М, С, Ф), где

КУ- контроль и управление качеством учебно-познавательной деятельности; Т-мониторинг и проектирование требований, предъявляемых к специалисту в данное время на рынке труда; Ц-цели обучения; М-модель обучаемого; С-содержание обучения; Ф-формы и методы обучения

Рис. 2. Модель подготовки специалиста технических направлений

В качестве основной цели, однозначно определяющей результат подготовки специалиста технических направлений, мы рассматриваем формирование междисциплинарной компетентности. В контексте исследования основная цель соотносится с конкретной целью геометро-графической подготовки студентов технического вуза, в качестве которой выступает формирование профессиональной геометро-графической компетентности. Содержательный блок, связывая блок управления с процессуальным, определяет содержательные особенности последнего и включает функции междисциплинарной интеграции (повышает уровень компетентности будущих инженеров), три основных уровня реализации интеграции и педагогические условия. При определении педагогических условий эффективности рассматриваемого процесса подготовки специалиста мы учитывали влияние следующих факторов: социального заказа общества системе профессионального образования будущих инженеров в аспекте исследуемой проблемы; необходимость реализации основных положений рассматриваемых методологических подходов; результаты констатирующего эксперимента.

Процессуальный блок определяет в общем случае необходимый набор учебных дисциплин (по определенному направлению) и установления логических связей между ними на уровне тем, разделов и учебных элементов, т. е. построение вариативной составляющей. Построение вариативной составляющей переводит формирование структуры во внутренний аспект, представляющий собой содержание ГГО, в основе которого выделяются инвариантные понятия, методы, законы, явления, а также язык междисциплинарного геометро-графического моделирования. Интеграция фундаментальной и вариативной составляющих обусловливает междисциплинарную составляющую. Междисциплинарная составляющая включает междисциплинарную интеграцию геометро-графических и профессиональных методов моделирования, интеграцию геометро-графических и профессиональных знаний (компетенций), а также новые требования к специалисту (путем междисциплинарной интеграции). Результативный блок осуществляет диагностику качества подготовки специалистов технических направлений и уровень сформированности междисциплинарной компетентности.

Предлагаемая модель проектирования подготовки специалистов технических вузов характеризуется целостностью, т.к. все указанные блоки взаимосвязаны между собой, несут определенную смысловую нагрузку и работают на конечный результат – достижение специалистом технического профиля более высокого уровня профессиональной компетентности; прагматичностью, т.к. модель выступает средством организации практических действий, направленных на формирование компетентности будущего специалиста; открытостью, т.к. модель встроена в контекст образовательного процесса будущего специалиста в техническом университете.

В третьей главе «Реализация концепции формирования структуры и содержания геометро-графического образования в техническом вузе в условиях интеграции с общеинженерными и специальными дисциплинами» нами рассматривается реализация интеграции дисциплин, содержащей языковой аспект, а именно, введение в содержание ГГО способов перевода высказываний с одного научного языка на другой, одним из которых служит метод геометрического моделирования (визуально-образный язык). Основываясь на результатах 2-й главы о том, что человеческие знания, выраженные с помощью любого письменного языка, условно можно разделить на декларативные (описательные) и процедурные (алгоритмические, технологические) знания, изложение декларативных знаний на практике не всегда удается. Реализация концепции интеграции базируется на разработке алгоритмических знаний, обеспечивающих формирование общих структур и схем, позволяющих выработать общий подход к решению задач, обусловливая тем самым общий метод решения задач в различных сферах нашей действительности. Более того, овладение общими приемами решения задач, позволяет формировать приемы умственной деятельности по овладению общими схемами действий: усвоение приема – самостоятельное его применение – перенос на новые ситуации. Именно владение таким подходом обеспечивает специалисту способность активно и самостоятельно пользоваться научными знаниями для решения профессиональных задач и, в частности, инженерно-геометрических. Среди основных методических приемов обучения, применяемых в условиях интеграции геометро-графических, общеинженерных и специальных дисциплин, нами выделены следующие: решение инженерно-геометрических задач, организация форм обучения, использующих практические механизмы интеграции.

Наряду с требованиями профессиональных задач, которые должен решать специалист, предъявляется ряд требований к его интеллектуальному развитию, к его способностям охватить суть проблемы, способность видеть оптимальные способы ее решения, выхода на практические задачи, прогнозирование. Такой подход к профессиональному интеллекту требует разработки специальных информационных моделей для организации обучения, т.е. передачи системы профессионально востребованных знаний и организации их усвоения. Именно информационные модели организации процесса обучения позволяют выработать общий подход к решению любой задачи, и в действительности является общей моделью метода (способа, приема) большинства технических, научных, практических и других задач, которые окружают человека на протяжении всей его жизни.

Проблема заключается в отборе и структурировании содержания профессионального образования, что является преимущественной компетенцией педагогики, а также в решении психологических проблем формирования и функционирования знаний на основе информационно-когнитивного подхода к содержанию ГГО, ориентирующего формирование содержания ГГО с позиций эффективной презентации учебной информации и составляющих ее компонентов в многообразии их связей и отношений, представленных в виде информационно-когнитивной модели, основанной на когнитивных структурах и схемах, поскольку эффективность презентации учебной информации зависит от когнитивных методов представления этой информации. Но этого еще недостаточно. Вместе с тем важнейшим элементом современного высшего профессионального образования является методологическая подготовка. Развитие науки и практики достигли такого уровня, что студент не в силах усвоить и запомнить всю необходимую информацию для своей будущей работы. Поэтому, с одной стороны, ему лучше усваивать такой материал, который при своем минимальном количестве вооружит его максимальным количеством информации, и, с другой, – позволит в дальнейшем успешно работать в ряде областей. Именно системные знания об изучаемом предмете являются одним из таких важных вопросов профессионального образования, в котором и решаются задачи приобретения нужных, доступных и практически ориентированных знаний.

В этой связи разработаны психолого-педагогические основы обучения геометро-графическому моделированию в аспекте формирования системных знаний на уровне ориентировки во всем комплексе междисциплинарных связей на основе информационно-когнитивного подхода. Психолого-педагогический анализ знаний в аспекте информационно-когнитивного подхода выявил, что знания трактуются как информация, которую человек перерабатывает в процессе своей деятельности. Эффективность переработки информации зависит от организации соответствующих когнитивных структур. Такая организация подразумевает кодирование (фиксацию) обрабатываемой информации. При этом, проводя анализ организации когнитивных структур, оказывается целесообразным исходить из понятия семантической памяти. В семантической памяти любое понятие (слово, высказывание) выступает как узел, который связан с другими узлами функциональными отношениями, образуя семантическую сеть, называемую моделью семантической организации информации. Такие модели весьма разнообразны. В арсенале когнитивной психологии имеются кластерные модели, групповые модели, модели сравнительных семантических признаков, пропозициональные сети, сетевые модели и др. Их организация и структурирование основаны на содержательном описании понятий и слов, обозначающих эти понятия и составляющих содержание семантической памяти. Большое значение моделей семантических сетей заключается в том, что они представляют собой не только среду хранения информации, но и структуру, на основе которой строятся модели мышления.

За основу моделирования системы геометро-графических знаний в исследовании взяты пропозициональные сети и сетевые модели. Общий случай построения этих моделей представляется следующим образом. Узлы семантической сети отображают отдельные понятия (высказывания), связи между узлами – отношения между понятиями (высказываниями). При таком подходе каждое понятие (узел) обладает набором свойств (характеристик, атрибутов). Функция части атрибутов заключается в установлении различных типов связей с другими узлами (понятиями) семантической сети. Например, для алгоритмических геометро-графических задач в качестве сети (связь между исходным данным и результатом решения) является алгоритм.

Структуре семантической сети присуще свойство постоянной реорганизации. В зависимости от решаемых проблем и дисциплинарных областей список узлов и функциональных характеристик атрибутов должен меняться. В одних условиях опираются на одни свойства объекта, в других условиях – на другие. На этом эффекте основано разнообразие человеческой деятельности.

В учебном курсе НГ первой является проблема построения геометро-графической модели, на которой затем решаются соответствующие задачи. Для получения семантической сети построения геометро-графической модели или сети решения задач необходимо установить зависимость между условием задачи (исходным, данным) и искомым (результатом решения). Проблема получения семантической сети включает два основных этапа: построение сети условия задачи (компонентный состав исходных данных) и построение набора отношений, соединяющих сеть условия с сетью искомого. Первый из этих этапов содержит операцию создания сети организованного списка понятий, второй – построение сети связей между имеющимися данными и желаемыми свойствами, составляющими решение задачи.

Существенную роль играет выбор списка понятий. Это связано со следующим. Идея о том, что слова в семантической памяти хранятся в виде некоторой иерархии, приводят к тому, что можно некоторые понятия, которыми пользуется начертательная геометрия, представлять в виде такой иерархии. Эти понятия состоят из единиц и свойств и объединены множеством ассоциативных связей. Признаки этих понятий позволяют выделить два типа понятий. Во-первых, это понятия, которые опираются на обобщенные сенсорные свойства объектов и называются сенсорными понятиями (точка, прямая, плоскость, поверхность и т.п.). Во-вторых, следует выделить понятия, основанные на выделении функциональных связей, которые объединяют объекты с самым различным внешним видом по принципу выполнения ими одинаковой функции. Эти понятия называются категориальными. Для курса НГ категориальными понятиями являются геометрические множества, а функциональными характеристиками (атрибутами) – тот или иной алгоритм, который можно ассоциировать с какими-либо геометрическим множеством. Таким образом, учебный материал по решению задач начертательной геометрии представляется в виде категориальных понятий – геометрических множеств.

Порядок получения геометро-графической модели различной размерности и различной структуры основан на построении пропозициональной семантической сети. Для этого задается пропозициональное переменное (высказывательное переменное, пропозиция), определяющее основные компоненты геометро-графической модели, которые, в свою очередь, интерпретируют категориальное понятие. В результате выстраивается семантическая пропозициональная сеть, приводящая к соответствующей конструкции геометро-графической модели в зависимости от выбранного категориального понятия. Все составляющие компоненты семантической пропозициональной сети сведены в табл.1.

Таблица 1

Пропозициональная сеть геометро-графических моделей

Второй этап построения пропозициональной сети конструирования геометро-графической модели включает модификацию категориальных понятий в соответствии с желаемыми требованиями, предъявляемыми к модели (наглядность, метрика, размерность, структура и др.). При построении любой геометрической модели важно выполнить три основных этапа, которые для удобства условно называются геометрической триадой: 1) параметризация заключается в выявлении соответствия между размерностью пространства оригинала и размерностью пространства модели (размерности должны быть равны); 2) выделение базы заключается в определении оригинала, геометро-графической модели, носителя модели и аппарата отображения; 3) декомпозиция общего случая есть процесс последовательной замены характеристик базы. В тексте диссертации приводится систематизация всех моделей, изучаемых в курсе НГ, на пропозициональном принципе. Студент, получивший информацию в таком виде, сможет конструировать любые другие модели, заменяя составные части этого алгоритма.

Решение задачи о построении геометро-графической модели позволяет отображать различные геометрические фигуры и решать на них алгоритмические и эвристические задачи. В диссертации построена семантическая сеть решения позиционных задач, основанная на систематизации категориальных понятий в НГ. В основу систематизации категориальных понятий был положен принцип результативности логической операции конъюнкции этих понятий (геометрических множеств). Это позволило задать иерархическую систему геометрических множеств по признаку взаимного расположения относительно друг друга и выявить несколько основных блоков (узлов). Эти узлы (геометрические множества) по принципу выполняемой ими одинаковой функции, связаны между собой алгоритмами  (эти алгоритмы сформулированы в диссертации). Таким образом, получилась сеть понятий, связанных по принципу алгоритмизации, то есть в качестве функциональных характеристик атрибутов, связывающих эти узлы между собой, являются алгоритмы. Разработанная семантическая сеть решения задач позволяет найти и построить последовательность от условия задачи через алгоритм к ее решению. В заключении данной главы разработаны основные приемы и семантическая сеть решения эвристических геометро-графических задач (рис. 3).

В четвертой главе «Опытно-поисковая работа: организация и результаты» приводятся результаты опытно-поисковой работы, состоящей из констатирующего, формирующего и обобщающего этапов. Целью опытно-поисковой работы была проверка сформулированной нами гипотезы. В ходе поисковой деятельности дан анализ полученных результатов, их интерпретация и обработка методами математической статистики.

На первом – констатирующем этапе задачами опытно-поисковой работы являлись: выявление значимости проблемы интеграции геометро-графических, общеинженерных и спецдисциплин, нахождение ядра производственно-инновационной инженерной деятельности, определение степени удовлетворенности состоянием данной проблемы в вузе; анализ путей реализации процесса интеграции дисциплин в процессе обучения в техническом вузе.

На втором – формирующем этапе задачей опытно-поисковой работы являлось: сравнение геометро-графических компетентностей будущих специалистов инженерного профиля, обучающихся по традиционной и предложенной новой схеме обучения начертательной геометрии студентов по методике использования междисциплинарного подхода к формированию содержания ГГО.

На третьем – обобщающем этапе проводилась обработка и обобщение результатов опытно-поисковой работы, формулирование выводов и рекомендаций. Этот этап был направлен на сопоставление прогнозируемых и полученных в практической работе результатов, на их осмысление и внесение окончательных корректив в теоретические положения исследования и разработанные для практического применения методические и дидактические материалы.

Для решения задач констатирующего этапа мы с помощью анкетного опроса, бесед и наблюдений, проведенных среди преподавателей и студентов, проанализировали круг проблем, связанных с вопросами прикладного использования геометро-графического аппарата при решении инженерных задач, тем самым, определяя соответствие геометро-графического курса общей инженерной подготовке, находя пути повышения эффективности использования геометро-графических знаний и выявляя значимость междисциплинарной интеграции геометро-графических и специально-технических дисциплин. В нашем исследовании участвовало 53 преподавателя (из них профессоров, докторов наук 18, доцентов, кандидатов наук 25 и старших преподавателей 10) и 75 студентов 4-5-х курсов Уральского государственного горного университета. Респонденты отвечали на ряд вопросов, среди которых нами выделены: 1) «Используете ли Вы геометро-графические модели при решении задач по Вашей специальности?»; 2) «Считаете ли Вы, что умение использовать методы геометрического моделирования (с компьютерной визуализацией) является важной составляющей Вашей специальности?»; 3) «Соответствует ли содержание геометро-графических дисциплин содержанию специальных дисциплин, преподаваемых на Вашей кафедре?»; 4) «Следует ли увеличить степень профессиональной направленности решаемых задач в курсе геометро-графических дисциплин (в соответствии со специальностью), в том числе с использованием компьютеров?»; 5) «Может ли, по Вашему мнению, проектно-конструкторская деятельность, базирующаяся на геометрическом моделировании (в том числе с компьютерной визуализацией), являться синтезирующим основанием производственно-инновационной деятельности, обусловливая хранение, передачу, генерирования информации и объединяя все стадии инновационного процесса? Результаты анкетного опроса представлены на рис.4.

Рис. 4. Результаты выявления круга проблем, связанных с вопросами прикладного

использования геометро-графического аппарата при решении инженерных задач

На основании анализа проведенного исследования, констатирующий этап опытно-поисковой работы, позволил нам сделать следующие выводы:

  • Проблема интеграции геометро-графических и смежно-технических дисциплин является одной из важнейших в современном процессе обучения. Вполне согласуется с мнением преподавателей и студентов в отношении нацеленности геометро-графического образования на решение частных проблем абстрактного геометрического характера. Крайне мало внимания преподаватели кафедры графики нашего университета уделяют профессиональным проблемам, что существенно сужает горизонты геометро-графического образования и объясняет невнимание к этим проблемам студентов. Очевидно, что качество освоения преподавателями технического университета содержания ГГО оказывает непосредственное влияние и на восприятие этого содержания студентами.
  • Повышение эффективности содержания ГГО связано с прикладным использованием геометро-графического аппарата, что имеет основания к педагогической разработке структуры и содержания ГГО, с целью формирования целостного представления о будущей специальности. Это доказывает необходимость совершенствования построения геометро-графического курса на основе междисциплинарного подхода к образованию студентов инженерного направления.
  • Интеграция геометро-графических, общеинженерных и специальных дисциплин, эффективна, если учебные задачи соответствуют содержанию инженерных задач с учетом инновационных разработок выпускающей кафедры и других смежных кафедр.
  • Геометро-графическое моделирование является ядром производственно-инновационной деятельности специалиста различных технических направлений.
  • Подготовка специалистов технического профиля должна базироваться на фундаментальном материале, позволяющем специалисту свободно ориентироваться в вопросах конструирования геометро-графических моделей и свободно владеть различными графическими программами. Создание компьютерной геометрической модели в любой графической программе основывается на теоретическом материале, а интерфейс многих графических редакторов подобен (т.е. поработав с одной программе, нет особой сложности научиться другой). Следовательно, приоритетным направлением в формировании ГГО втуза, в аспекте формирования междисциплинарных компетентностей, должны стать фундаментальные знания по конструированию геометро-графических моделей, твердые навыки создания геометрических образов профессиональных объектов на различной наглядной основе и динамического оперирования ими.
  • Освоение и опыт формообразования за счет синтеза геометро-графических типовых элементов на профессионально ориентированном материале, анализа рассматриваемого объекта с точки зрения его характеристик, опосредованных графическим изображением, требует навыков перекодирования получаемой информации в визуально-образное представление, умения оперировать (решать задачи) геометро-графическими методами.

В ходе проведения формирующего этапа опытно-поисковой работы была подтверждена адекватность применения междисциплинарного подхода в процессе изучения НГ на основе изучения методов геометрического моделирования. Для подтверждения наличия динамики повышения уровня геометро-графической компетентности были проведены два среза на данном этапе исследования по результатам сдачи экзаменационной сессии по начертательной геометрии в 2008-2009 годах, средние результаты которых представлены на рис. 5. Оценивались результаты ответа студентов на экзаменационный билет, состоящий из теоретического вопроса и двух задач (алгоритмического и комплексного характера). Результаты статистической обработки данных формирующего этапа по выявлению геометро-графических компетентностей будущих специалистов инженерного профиля, обучающихся по традиционной и предложенной новой схеме, позволил сравнить результаты обучения НГ по методике использования междисциплинарного подхода (экспериментальный поток), с геометро-графическими компетентностями тех студентов, которые обучались по традиционной схеме обучения (контрольный поток).

Рис. 5. Результаты сдачи экзаменационной сессии по начертательной геометрии

Результаты статистической обработки полученных данных с использованием общепринятого критерия ( ) подтвердили эффективность методики обучения, основанной на междисциплинарном подходе к формированию содержания геометро-графического образования по сравнению с традиционной методикой обучения, а также подтвердили гипотезу о возможности реализации междисциплинарного подхода в обучении геометро-графическим дисциплинам (с их теоретическим ядром – ТГМ) во втузе путем организации содержания геометро-графического образования.

Результаты опытно-поисковой работы подтвердили верность сформулированной нами гипотезы, а также убеждают в том, что обоснованные нами в ходе теоретического исследования педагогические выводы являются необходимыми и достаточными для формирования структуры и содержания ГГО в техническом вузе на основе междисциплинарного подхода.

Заключение

Основными результатами исследования являются следующие.

Результаты методологического характера:

1. В ходе исследования было установлено, что проблема формирования структуры и содержания ГГО в техническом вузе с учетом реализации интеграции дисциплин, а также с учетом индивидуальности студентов и их будущей профессиональной деятельности является актуальной в педагогической теории и практике. В рамках данной диссертационной работы получено подтверждение необходимости и возможности ее решения. Создана междисциплинарная концепция геометро-графического образования в техническом вузе с систематизирующим ядром – ТГМ, направленная на развитие визуально-образного мышления, формирование междисциплинарных компетентностей студентов. В качестве основного подхода предложен междисциплинарный подход.

2. Междисциплинарный подход есть совокупность концептуальных положений, определяющих способность системы образования предоставлять обучаемым достаточно большое многообразие полноценных, качественно специфичных и привлекательных вариантов геометро-графических образовательных траекторий, учитывающих специфику будущей специальности.

3. На основе комплексного исследования философских, теоретико-модельных, предметно-методических аспектов междисциплинарной методологии разработана концептуальная модель целостного научного знания (первый или высший уровень), целью, которой является создание «единой» науки, объединяющей различные теории на основе «единого» языка. Показано, что на современном этапе эта модель может быть реализована в использовании одного из языков профессионального общения – языка геометрического моделирования (визуально-образного языка).

Установлено, что в основе процесса познания лежит процесс моделирования, а характерной чертой междисциплинарного мировоззрения с соответствующим ему принципом интеграции различных областей знаний является построение модели целостной картины мира. На основе междисциплинарного подхода к ГГО разработаны содержание, структура и методы обучения современной НГ (ТГМ).

Результаты научно-теоретического характера, связанные с разработкой методической системы обучения геометро-графического образования в техническом вузе.

1. Разработана модель инженера с учетом развития инженерной деятельности адекватной современным требованиям к уровню общей и профессиональной подготовки выпускников, основные компоненты которой: цель деятельности, связь с наукой, субъект, объект, праксеологический аспект.

2. Исследована роль геометрических структур как основы стратегии отбора содержания современного курса ТГМ, интегрированной основой которых является единый предмет изучения – геометро-графическая модель, а средством интеграции выступает визуально-образный геометрический язык.

3. Исследованы дидактические принципы структурирования содержания междисциплинарного геометро-графического образования студентов, основанные на структурах и схемах, которые обеспечивают специалисту способность активно и самостоятельно пользоваться научными знаниями для решения профессиональных задач.

4. Сформирован компактный теоретический базис, включающий: обобщенные концепции и модели мышления при решении геометрических задач, уточненный категориально-понятийный аппарат, обеспечивающий высокий уровень профессиональной грамотности.

5. Выявлена теоретико-технологическая общность задач разных типов для снятия существующего у обучающихся психолого-познавательного барьера, проявляющегося при переходе от учебных к реальным производственным задачам.

6. Разработан адаптированный понятийно-терминологический состав ТГМ, обеспечивающий связи в содержании учебных дисциплин; проведен анализ инвариантных и специфических характеристик категорий и понятий (ключевых слов, концептов).

Результаты, связанные с непосредственной разработкой методики обучения ТГМ:

1. Проанализированы особенностей методики обучения, разработана инвариантная часть содержания профильного обучения ТГМ, а также вариативная составляющая, направленная на развитие междисциплинарных компетентностей.

2. Разработана классификация существующих задач геометро-графического моделирования, направленных на реализацию междисциплинарных функций геометро-графического образования, способствующими формированию профессиональной грамотности, с использованием когнитивных структур: а) пропозиций (ключевые слова, концепты, образующие в совокупности систему (сеть) знания); б) категориальные понятия (понятия, объединяющие объекты с самым различным внешним видом по принципу выполнения ими одинаковой функции).

3.Разработана методика решения геометро-графических задач на основе когнитивных структур при решении задач.

Практические результаты:

1. Разработано и апробировано комплексное научно-методическое обеспечение процесса обучения геометро-графическим дисциплинам студентов, включающее разработку программ дисциплин геометро-графического цикла, элективных курсов, учебных пособий и методических рекомендаций, диагностических материалов для студентов технических направлений с учетом междисциплинарного подхода.

2. Подготовлено учебно-методическое пособие для студентов непрофильной творческой специальности для технического вуза («Художественное проектирование ювелирных изделий»).

3. Разработано учебно-методическое пособие и задания по компьютерному моделированию для студентов инженерных специальностей, которое может быть использовано специалистами различных профилей как методические рекомендации для самостоятельного обучения.

4. Разработаны новые методические формы проведения практических занятий по инженерной графике с использованием компьютеров.

5. Разработанная в ходе исследования модель подготовки будущего специалиста технических направлений использована в качестве базовой при формировании учебного плана специальности «Реклама», которая открыта под руководством автора данного исследования специальность в Уральском государственном горном университете на базе кафедры «Инженерная графика». Учебный план специальности «Реклама» основан на междисциплинарной взаимосвязи естественных, общетехнических, гуманитарных, социально-экономических и специальных дисциплин, универсальным базисом которой выступает визуально-образная модель.

6. Разработанная модель подготовки будущих инженеров может быть использована в качестве базовой при формировании аналогичных междисциплинарных построений учебного плана технических специальностей в современных условиях развития технических университетов.

7. Совокупность основных компонентов ГГО (предметно-содержательный, профессионально-деятельностный, личностный), являющихся инструментарием профессиональной подготовки специалистов технического профиля, внедрена в учебный процесс вузов г. Екатеринбурга (УГГУ, УрГАХА, УГТУ), а также может быть использована в процессе совершенствования ФГОСа третьего поколения в системе высшего профессионального технического образования.

8. Результаты исследования используются в учебном процессе при обучении геометрическому моделированию (включая компьютерную графику), в системе повышения квалификации работников высшей школы, а также могут использоваться в дальнейших исследованиях по проблемам междисциплинарного образования, разворачивающихся в русле мировых тенденций.

Практическая реализация и экспериментальная проверка подтверждает результаты теоретических исследований и правильность выбранной гипотезы для достижения поставленной цели. Установлено, что разработанная концепция и ее применение позволяют организовать учебный процесс, способствующий: обеспечению информационной целостности и повышению мировоззренческой направленности обучения в техническом вузе; повышению методологического уровня преподавания, характеризующегося переходом от предметно содержательного стиля обучения геометро-графическим дисциплинам к формированию способностей геометрического моделирования и способов визуально-образного мышления; повышению интегративности получаемых знаний и овладению обобщенными видами деятельности; росту профессиональной мобильной направленности обучения, связанной с решением профессиональных задач.

ПУБЛИКАЦИИ АВТОРА ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Монографии

  • Шангина, Е.И. Междисциплинарный подход к теории и практике современного образования [Текст] / Е.И. Шангина. – Екатеринбург: Изд-во УрГУ, 2007. – 312 с. (19,5 п.л.).
  • Шангина, Е.И. Когнитивные процессы при решении геометрических задач: монография [Текст] / Е.И. Шангина; Урал. гос. горный ун-т. – Екатеринбург, 2006. – Библиогр.: 29 назв. – Рус. -  Деп. в ВИНИТИ 31.08.2006, №1112 – В 2006. –   72 с. (4,5 п.л.).
  • Шангина, Е.И. Объективные основы междисциплинарной интеграции, реализующие формирование содержания геометро-графического образования. // Современные проблемы математического образования: вопросы теории и практики [Текст] / Е.И. Шангина: коллект. монография / […Э.К. Брейтигам и др.]; под общ. ред. проф. И.Г. Липатниковой. – Екатеринбург: УрГПУ, 2010. –  С 49-65  (1,3 п.л.).

Статьи в изданиях, рекомендованных ВАК РФ

  • Шангина, Е.И. Междисциплинарная интеграция как средство формирования геометро-графического образования [Текст] / Е.И. Шангина // Сибирский педагогический журнал. – Новосибирск, 2010. - №1. - С. 66-73 (0,4 п.л.).
  • Шангина, Е.И., Якунин, В.И. Педагогические возможности информатизации геометро-графического образования [Текст] / Е.И. Шангина // Информатика и образование. – М., 2010. - №5. - С. 103-106. (0,4 п.л., авт. вклад 50%).
  • Шангина, Е.И. Концепция развития геометро-графического образования [Текст] / Е.И. Шангина // Сибирский педагогический журнал. - Новосибирск, 2008. - №3. - С. 104-113. (0,9 п.л.).
  • Шангина, Е.И. Актуальные проблемы геометро-графического образования [Текст] / Е.И. Шангина // Сибирский педагогический журнал.- Новосибирск, 2008. - №4. - С. 77-83. (0,7 п.л.).
  • Шангина, Е.И. Педагогическое проектирование содержания подготовки инженерных кадров [Текст] / Е.И. Шангина // Высшее образование сегодня. М., 2008. - №11. С. 44-47. (0,5 п.л.).
  • Шангина, Е.И. Проблемы и тенденции развития геометро-графической подготовки в высшем образовании [Текст] / Е.И. Шангина // Образование и наука. Известия УрО РАО. 2009. – №2 (59). С. 58-63. (0,4 п.л.).
  • Шангина, Е.И. Формирование многоуровневой структуры специальности в современных условиях развития технического университета [Текст] / Е.И. Шангина // Сибирский педагогический журнал. – Новосибирск, 2008. - №14. - С. 133-140. (0,4 п.л.).
  • Шангина, Е.И. Формирование системы представлений о начертательной геометрии [Текст] / Е.И. Шангина // Высшее образование сегодня. 2008. - №4. С. 78-80. (0,4 п.л.).
  • Шангина, Е.И. Геометро-графическая подготовка студентов в техническом университете [Текст] / Е.И. Шангина // Информатика и образование. – М., 2009. - №7. - С.120-122. (0,3 п.л.).
  • Шангина, Е.И. Современное состояние геометро-графической подготовки студентов технических вузов [Текст] / Е.И. Шангина // Казанский педагогический журнал. 2009.- № 7-8. С. 5-11. (0,5 п.л.).
  • Шангина, Е.И. Тенденции развития геометро-графической подготовки в техническом университете [Текст] / Е.И. Шангина // Вестник Университета Российской академии образования. – М., 2009. - №2. - С. 75-81. (0,3 п.л.).
  • Шангина, Е.И. Проблемы подготовки будущих инженеров в современных условиях [Текст] / Е.И. Шангина // Сибирский педагогический журнал. – Новосибирск, 2008. - №15. - С. 64-75. (0,7 п.л.).

Учебные и методические пособия

  • Шангина, Е.И. Инженерная графика. / Задачи и решения: Учебно-методическое пособие, гриф УМО [Текст] / Е.И. Шангина – Екатеринбург: Изд-во УГГУ, 2005. – 129 с., ил. (8 п.л.).
  • Шангина, Е.И. Инженерная графика. / Теория и приложения: Учебно-методическое пособие, гриф УМО. [Текст] / Е.И. Шангина – Екатеринбург: Изд-во УГГУ, 2005. – 256 с., ил. (16 п.л.).
  • Шангина, Е.И. Компьютерная графика: Учебное пособие, гриф УМО [Текст] / Е.И. Шангина – Екатеринбург: Изд-во УГГУ, 2006. – 189 с., ил. (23,6 п.л.).
  • Шангина Е.И., Бабич, В.Н. Начертательная геометрия в проекциях с числовыми отметками. Учебно-методическое пособие [Текст] / Е.И. Шангина – Екатеринбург: Изд-во УГГГА, 1999. – 152 с., ил. (9,5 п.л., авт. вклад 50%).
  • Шангина, Е.И., Самохвалов, Ю.И. Начертательная геометрия. Инженерная графика. Учебно-методическое пособие [Текст] /Е.И. Шангина – Екатеринбург: Изд-во УГГГА, 2002. – 88 с., ил. (5,5 п.л., авт. вклад 50%).
  • Шангина, Е.И. Методическое пособие по выполнению индивидуальной графической  работы «Эпюр 1» по дисциплине «Начертательная геометрия. Инженерная графика» для студентов направления 553200 – «Геология и разведка полезных ископаемых» [Текст] / Е.И. Шангина – Екатеринбург: Изд-во УГГГА, 2003. – 20 с., ил. (1,3 п.л.).
  • Шангина, Е.И. Методическое пособие по выполнению индивидуальной графической  работы «Эпюр 2» по дисциплине «Начертательная геометрия. Инженерная графика» для студентов направления 553200 – «Геология и разведка полезных ископаемых» [Текст] / Е.И. Шангина – Екатеринбург: Изд-во УГГГА, 2003. – 24 с., ил. (1,5 п.л.).
  • Шангина, Е.И. Методическое пособие по выполнению индивидуальной графической  работы «Эпюр 3» по дисциплине «Начертательная геометрия. Инженерная графика» для студентов направления 553200 – «Геология и разведка полезных ископаемых» [Текст] / Е.И. Шангина – Екатеринбург: Изд-во УГГГА, 2003. – 24 с. (1,5 п.л.).
  • Шангина, Е.И., Бабич, В.Н. Методическое пособие по выполнению индивидуальной графической работы «Блок - диаграмма» по дисциплине «Начертательная геометрия. Инженерная графика» для студентов направления 553200 – «Геология и разведка полезных ископаемых» [Текст] / Е.И. Шангина – Екатеринбург: Изд-во УГГГА, 2003. – 16 с., ил. (0,9 п.л., авт. вклад 50%).

Научные статьи и тезисы

    • Шангина, Е.И. Междисциплинарная интеграция как средство инновационной деятельности технического университета [Текст] / Е.И. Шангина // Образование и культура в развитии современного общества: материалы международной научно-практической конференции. Часть 1 – Новосибирск: Изд-во ООО «БАК», 2009. – С. 13-20. (0,5 п.л.).
    • Шангина, Е.И. Основы фундаментализации современного высшего профессионального образования [Текст] / Е.И. Шангина // Проблемы и методика преподавания естественнонаучных и математических дисциплин: Материалы III Всероссийской научно-практической конференции. – Екатеринбург: Изд-во Уральского института экономики, управления и права, 2007. – С. 228-231. (0,3 п.л.).
    • Шангина, Е.И. Концепция графического образования студентов высшей школы в современных условиях [Текст] /Е.И. Шангина // Состояние, проблемы и тенденции развития графической подготовки в высшей школе. Сб. трудов Всероссийского совещания заведующих кафедрами графики. Челябинск. 2007. – С. 192-200. (0,6 п.л.).
    • Шангина, Е.И. Современная методика преподавания графических дисциплин [Текст] / Е.И. Шангина // Актуальные вопросы обучения молодёжи графическим дисциплинам: материалы V Всероссийской научно-методической конференции. – Рыбинск. 2003 – С.44-47. (0,3 п.л.).
    • Шангина, Е.И. О традициях и инновациях геометро-графического образования инженера [Текст] / Е.И. Шангина // Интеллектуальные ресурсы и правовое регулирование инновационной экономики. Кадры и технологии: Тезисы докладов V Международной научно-практической конференции. Том 2. – Екатеринбург: Издательский дом «Уральская государственная юридическая академия», 2009. – С. 190-195. (0,4 п.л.).
    • Шангина, Е.И. Рейтинговая система контроля как средство активизации обучения графическим дисциплинам [Текст] / Е.И. Шангина // Активизация роли обучающихся в образовательном процессе. Материалы науч.-метод. конф. с межд. участием. Екатеринбург: Изд-во УГЛУ, 2004 – С. 83-85. (0,2 п.л.).
    • Шангина, Е.И. Роль начертательной геометрии в курсе компьютерной графики [Текст] / Е.И. Шангина // Совершенствование подготовки учащихся и студентов в области графики, конструирования и стандартизации. Сборник научно-методических статей. Саратов: Изд-во СГТУ, 2004 – С. 138-142. (0,3 п.л.).
    • Шангина, Е.И. Концепция фундаментализации современного высшего профессионального образования [Текст] / Е.И. Шангина // Экономические, экологические и социальные проблемы горной промышленности Урала: сборник научных статей. Уральский государственный горный университет. – Екатеринбург: Изд-во УГГУ, 2007. – С.263-267. (0,4 п.л.).
    • Шангина, Е.И. Научные основы фундаментализации современного высшего профессионального образования [Текст] / Е.И. Шангина // Третьи Лойфмановские чтения: Образы науки в культуре на рубеже тысячелетий: Материалы Всерос. науч. конф. – Екатеринбург: Изд-во Урал. ун-та, 2007. – С. 506- 511. (0,4 п.л.).
    • Шангина, Е.И. Семантическая модель решения геометрических задач [Текст] / Е.И. Шангина // Известия высших учебных заведений. - «Горный журнал» № 2. Екатеринбург: УГГУ, 2007. – С.151-160. (0,9 п.л.).
    • Шангина, Е.И. Геометро-графическое образование инженера: традиции и инновации [Текст] / Е.И. Шангина // Четвертые Лойфмановские чтения: Философское мировоззрение и картина мира: Материалы Всерос. науч. конф. (Екатеринбург, 17-18 дек. 2009г.)/ [отв. ред. В.В. Ким]. – Екатеринбург: Изд-во Урал. ун-та, 2009. – Т.1.– С. 365- 370. (0, 4 п.л.).
    • Шангина, Е.И. Современная постановка курса начертательной геометрии и развитие пространственного мышления студента [Текст] / Е.И. Шангина // Архитектурно- художественная композиция. труды науч.-метод. конференции. - Екатеринбург: УрГАХА, 2004. – С. 72-77. (0,4 п.л.).
    • Шангина, Е.И., Бабич, В.Н., Подсчёт параметров различных геометрических многообразий [Текст] / Е.И. Шангина // Фундаментальные и прикладные исследования – транспорту:  тезисы докладов юбилейной научно-технической конференции.  - Екатеринбург: УрГАПС. 1996. 118с. – С. 47-48. (0,1 п.л., авт. вклад 50%).
    • Шангина, Е.И. Размерность пересечений [Текст] / Е.И. Шангина // Актуальные проблемы теории и методики графических дисциплин: материалы семинара - совещания заведующих графических кафедр вузов России, Пенза: ПГАСА, 1999. – С. 79-81. (0,4 п.л.).
    • Шангина, Е.И., Бабич, В.Н., Анализ классических методов начертательной геометрии [Текст] / Е.И. Шангина //Фундаментальные и прикладные исследования – транспорту – 2000: труды Всероссийской научно – технической конференции.– Екатеринбург. 2000. – С. 145-148. (0,3 п.л., авт. вклад 50%).
    • Шангина, Е.И. Геометрические модели оптимизации [Текст] / Е.И. Шангина // Фундаментальные и прикладные исследования – транспорту – 2000: труды Всероссийской научно – технической конференции. – Екатеринбург, 2000. – С. 141-143. (0,2 п.л.).
    • Шангина, Е.И. Геометрическое моделирование процессов оптимизации в проекциях с числовыми отметками [Текст] / Е.И. Шангина // Фундаментальные и прикладные исследования – транспорту – 2000: труды Всероссийской научно – технической конференции. – Екатеринбург, 2000. – С.143-146. (0,3 п.л.).
    • Шангина, Е.И. Кинематический анализ секции линии валкового грохота [Текст] / Е.И. Шангина / Известия высших учебных заведений. - «Горный журнал» № 6. Екатеринбург: УГГУ, 2000. – С.103-105. (0,3 п.л.).
    • Шангина, Е.И., Якунин, В.И. Построение модели с минимальным числом проекций многомерной начертательной геометрии [Текст] / Е.И. Шангина // КОГРАФ – 1999/2000: материалы 9-й и 10-й юбилейной Всероссийской научно-практической конференции по графическим информационным технологиям и системам. Нижний Новгород: НГТУ, 2000. – С.95-97. (0,2 п.л., авт. вклад 50%).
    • Шангина, Е.И. Об особенностях использования орнаментов в архитектуре и строительстве [Текст] / Е.И. Шангина // Стройкомплекс среднего Урала. - №10. Екатеринбург: Изд-во Министерства строительства и архитектуры Свердловской области, 2003 – С.38-39. (0,3 п.л.).
    • Шангина, Е.И. Геометрические принципы формирования поверхностей на основе движений [Текст] / Е.И. Шангина // Технологии, машины и производство лесного комплекса будущего. Материалы Международной научн.-практич. конф., посвященной 50-летию лесоинженерного факультета. Воронеж: Изд-во ВГЛА, 2004- С. 42-46. (0,4 п.л.).
    • Шангина, Е.И. Геометрические свойства кристаллов. [Текст] / Е.И. Шангина // Материалы Уральской горнопромышленной декады. Екатеринбург: Изд-во УГГУ, 2004 – С. 111-118. (1 п.л.)
    • Шангина, Е.И. Геометрическое конструирование многофакторных зависимостей химико-технологических процессов [Текст] / Е.И. Шангина // Материалы Уральской горнопромышленной декады. Екатеринбург: Изд-во УГГУ, 2004 – С. 91-97. (1 п.л.).
    • Шангина, Е.И. Композиционные принципы формирования двумерной плоскости на основе движений [Текст] / Е.И. Шангина // Архитектурно- художественная композиция. труды науч.-метод. конференции. - Екатеринбург: УрГАХА, 2004. – С. 159-165, ил. (0, 4 п.л.).
    • Шангина, Е.И. Теоретические основы компьютерной графики [Текст] / Е.И. Шангина // Совершенствование подготовки учащихся и студентов в области графики, конструирования и стандартизации. Сборник научно-методических статей. Саратов: Изд-во СГТУ, 2004 – С. 151-155. (0,3 п.л.).
    • Шангина, Е.И. Тела Платона и принципы пропорциональности [Текст] / Е.И. Шангина // Современные проблемы геометрического моделирования. Сб. трудов Украино-российской научно-практической конференции. Харьков. 2005. – С.225-232. (0,5 п.л.).
    • Шангина, Е.И. Методика исследования кристаллических решеток [Текст] / Е.И. Шангина // Известия высших учебных заведений. - «Горный журнал» № 2. Екатеринбург: УГГУ, 2006. – С.81-86. (0.5 п.л.).
    • Шангина, Е.И., Бабич, В.Н. Подсчет параметров различных многообразий [Текст] / Е.И. Шангина // Известия высших учебных заведений. - «Горный журнал» № 1. Екатеринбург: УГГУ, 2006. – С.72-76. (0,4 п.л., авт. вклад 50%).
    • Shangina, E.I. Crystal Symmetry Groups=Группы симметрии кристаллов // The 11th International Conference оn Geometry and Graphics (ICGG2004). Proceedings of the International Conference. - Guangzhou, China, 2004. - PP. 83-87. (0,6 п.л.).
    • Shangina, E.I. Methods of Teaching of Descriptive Geometry in Symmetry Aspect=Методы обучения начертательной геометрии в аспекте симметрии // The 11th International Conference оn Geometry and Graphics (ICGG2004). Proceedings of the International Conference. - Guangzhou, China, 2004. - PP. 123-126. (0,5 п.л.).
    • Shangina, E.I. Constructing a Geometrical Model of Multidimensional Space=Конструирование геометрической модели многомерного пространства // The 12th International Conference оn Geometry and Graphics (ICGG2006). Proceedings of the International Conference. – Salvador, Brasil, 2006. - PP. 122-125. (0,5 п.л.).
    • Shangina, E.I. Concept of Development of Geometrical Education=Концепция развития геометрического образования // The 13th International Conference оn Geometry and Graphics (ICGG2008). Proceedings of the International Conference. – Dresden, Germany, 2008. - PP. 216-220. (0,5 п.л.).
     





© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.