Система тестового контроля при графической подготовке инженеров-механиков

73

Размещено на http://www.allbest.ru

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность исследования. Одной из главных задач, стоящих перед высшими учебными заведениями, является подготовка образованного специалиста, способного с минимальными для предприятия издержками включиться в производственный процесс.

В настоящее время сложно определить, насколько наши выпускники конкурентоспособны на рынке труда, обладают ли достаточным уровнем квалификации для решения проблем в профессиональных областях, смогут ли заниматься в дальнейшем научно-исследовательской и проектно-конструкторской деятельностью. Не последнюю роль в этом играет традиционная система педагогического контроля качества образования, на которое влияют многие факторы: методы и формы обучения и контроля, система оценивания учебных достижений, квалификационный уровень преподавательского состава.

Вопросы, затрагивающие проблемы педагогического контроля, нашли свое отражение в публикациях отечественных авторов К. Ингенкампа, В.П. Симонова, А.И. Субетто, М.А. Чошанова, а также ряда зарубежных исследователей A. Agezzi, K.A. Bollen, F.M. Lord, G. Stanely. Анализ работ указанных авторов позволяет говорить о том, что традиционные формы контроля и оценивания уровня обученности студентов не всегда бывают объективными, зачастую носят интуитивный характер и зависят от субъективных факторов, так как преподаватель сам устанавливает критерии оценки того, насколько студенты усвоили учебный материал, сам осуществляет контроль над качеством их знаний.

Современная политика реформирования Российского образования предусматривает кардинальные изменения в системе педагогического контроля. На сегодняшний день универсальным средством контроля качества знаний в вузе, признанным мировыми стандартами образования, является тестирование, которое стало актуальным и в нашей стране. Тесты позволяют преподавателю в сравнительно короткий период времени получить сведения о степени усвоения учебного материала студентами, о характере изменений отношений к обучению каждого обучающегося, что помогает педагогу в корректировке и управлении учебным процессом. Студентам тесты позволяют постоянно отслеживать ход обучения, стимулируют к повышению собственного рейтинга, что приводит к улучшению их успеваемости и в целом группы.

Теоретические основы тестового контроля как стандартизированной процедуры объективного измерения образовательных достижений студентов, примеры тестов по некоторым учебным дисциплинам, научные методики их применения отражены в работах отечественных авторов В.С. Аванесова, В.П. Беспалько, Ю.М. Неймана, В.А. Хлебникова, М.Б. Челышковой и других, исследования в этой области продолжаются. Российские ученые используют зарубежный опыт по тестированию, в частности, работы классиков А. Анастази (США) по видам тестов, их надежности и валидности; Дж. Гласса, Дж. Стенли (Англия) по статистическим методам в педагогике; Г. Раша (Дания) по соотношению уровня подготовленности студентов с мерой трудности тестового задания; Д. Адкинса (Колумбия) по проблемам тестового контроля и измерения учебных достижений.

Новые реалии инженерной деятельности требуют повышения качества графической подготовки студентов. Качество графической подготовки (как и любой другой) инженеров-механиков напрямую зависит от выбора формы, методов контроля и оценки учебных достижений, а также от уровня организации контрольных мероприятий, что невозможно без применения современных тестовых технологий.

В настоящее время в графической подготовке специалистов выявляются противоречия между

- требованием повышения уровня геометрически-графического мышления выпускников и устаревшими методами контроля этого уровня;

- необходимостью проведения регулярных контрольных мероприятий в течение всего курса графической подготовки и неразработанностью системы их осуществления;

- объективной необходимостью внедрения в процесс графической подготовки педагогического тестирования и отсутствием готовых тестов на весь учебный курс.

Из противоречий вытекает проблема исследования, которая заключается в выявлении теоретических и практических условий эффективной реализации системы тестового контроля при графической подготовке выпускников механических специальностей.

Объект исследования - процесс графической подготовки инженеров-механиков.

Предмет исследования - система тестового контроля при графической подготовке инженеров-механиков.

Цель исследования - теоретически обосновать и спроектировать систему тестового контроля по графической подготовке инженеров-механиков.

В качестве гипотезы исследования выдвигается предположение о том, что система тестового контроля графической подготовки позволит повысить обучаемость, прочность усвоения графических знаний, умений, навыков, эффективность образовательного процесса, если при ее проектировании и реализации исходить из выполнения следующих условий:

- достижения оптимального отображения в системе тестовых заданий содержания графической дисциплины;

- выполнения всех требований к разработке, экспертизе, компоновке теста;

- соблюдения единства цели «теста» и «тестового контроля» как средства и процедуры по возможности максимально стандартизированного педагогического измерения.

Для реализации цели и проверки положений гипотезы исследования необходимо решение следующих задач:

1. Рассмотреть графическую подготовку как основу проектно-конструкторской деятельности студентов механических специальностей.

2. Проанализировать особенности педагогического тестирования и обосновать его применение в учебном процессе графической подготовки.

3. Разработать логико-семантическую модель дисциплины для создания структуры теста по графической подготовке.

4. Исследовать этапы создания теста и сформировать тестовые задания по графической подготовке инженера-механика полностью отражающие ее содержание.

5. Разработать и обосновать педагогический проект системы тестового контроля графической подготовки студентов механического факультета.

6. Апробировать проект системы тестового контроля графической подготовки и экспериментально подтвердить эффективность его функционирования.

Методологической основой диссертационной работы послужил ряд научных направлений, концепций и исследований в отечественной и зарубежной литературе в области: теории деятельности (В.В. Давыдов, А.А. Кирсанов, Н.В. Кузьмина, Н.Ф. Талызина); педагогического проектирования (В.С. Безрукова, В.В. Краевский, М.Н. Скаткин); теории и практики графической подготовки (А.Д. Ботвинников, Е.А. Василенко, Н.Д. Вертинская); интенсификации обучения и контроля (С.И. Архангельский, В.П. Беспалько, А.А. Вербицкий, О.В. Долженко, В.Л. Шатуновский); теории педагогического контроля и оценки (Б.С. Блум, Дж. Гласс, К. Ингенкамп, В.П. Симонов, Дж. Стенли, А.И. Субетто); квалиметрии образования (В.С. Черепанов); теории педагогических тестов (В.С. Аванесов, А. Анастази, М. Дж. Кендалл, А.Н. Майоров, Г.У. Матушанский, Ю.М. Нейман, Б.У. Родионов, А. Стьюарт, А.О. Татур, В.А. Хлебников, М.Б. Челышкова).

Для решения поставленных задач применялись методы исследования. Методы теоретического исследования использовались на всех этапах и включали: обобщенный, системный и сравнительный анализ научно-методической литературы по теме исследования; моделирование гипотезы исследования; дидактическое проектирование. Методы эмпирического исследования, включающие педагогический эксперимент; статистические методы - проверка нормальности распределения тестовых результатов, обработка результатов исследования.

База исследования. Экспериментальная работа проводилась на базе Нижнекамского химико-технологического института.

Исследование осуществлялось в четыре этапа:

Первый этап (2000-2001 гг.) - анализ практики графической подготовки специалистов механического профиля. Изучение и анализ педагогической и методической литературы по состоянию и проблемам системы контроля и оценивания учебных достижений в вузе, а также исследований в области педагогических тестовых технологий. Выдвижение гипотезы и определение задач исследования, разработка методики опытно-экспериментальной работы, подбор научно-методических материалов, накопление базового материала по предполагаемому эксперименту.

Второй этап (2001-2002 гг.) - обоснование теоретических предпосылок, требований и условий создания тестовых заданий, организации контрольных мероприятий; проведение планируемого эксперимента, проверка предварительной гипотезы. Преподавание графической дисциплины строилось с осуществлением тематического тестирования, создавалась технологическая матрица системы тестового контроля графической подготовки студентов механического факультета.

Третий этап (2002-2003 гг.) - апробация проекта системы тестового контроля графической подготовки, окончательная корректировка и компоновка теста по ней, отработка методов внедрения тестирования и определение эффективной схемы включения тестового контроля в учебный процесс. Подтверждение гипотезы исследования.

Четвертый этап (2003-2004 гг.) - систематизация, обобщение, обработка и обсуждение результатов проведенного эксперимента; формулирование выводов, оформление диссертации, реализация исходных положений в различных публикациях.

Научная новизна исследования состоит в том, что:

1. Разработаны авторские проекты модели специалиста и профессиограммы инженера-механика и определена структура графических умений и навыков специалистов механического профиля, позволяющая контролировать процесс их освоения и отработки.

2. Рассмотрены и раскрыты теоретические основы проектирования системы тестового контроля по графической подготовке:

- исследование форм, принципов и структуры тестовых заданий по графическому материалу;

- построение логико-семантической модели графической дисциплины;

- обоснование применения тезаурусного подхода к составлению контрольных вопросов по графической подготовке;

- разработка ранговой модели трудности форм тестовых заданий по графическому материалу.

3. Разработан алгоритм создания системы тестового контроля по графической подготовке студентов-механиков, который содержит: выбор цели; все этапы разработки теста; апробацию проекта системы; определение эффективной схемы включения тестирования в учебный процесс.

4. Сформирована система тестов по начертательной геометрии и инженерной графике и предложена модель зависимости уровней усвоения учебного материала от уровней трудности выполнения тестовых заданий, включающая характеристику заданий по этим уровням.

Теоретическая значимость исследования заключается в том, что оно дополняет теорию педагогического тестирования, отвечает научному подходу к проектированию системы тестового контроля и дает возможность повышения качества графической подготовки. Результаты исследования, комплект научно-методических материалов могут служить базой для создания преподавателями вузов систем тестового контроля по другим видам профессиональной подготовки специалистов.

Практическая значимость проведенного исследования состоит в применении научно-обоснованных подходов к отбору содержания учебного материала и разработке системы тестового контроля графической подготовки студентов механических специальностей. Проект системы апробирован, определена оптимальная схема включения системы в учебный процесс, подтверждена эффективность функционирования системы тестового контроля по графической подготовке.

Обоснованность и достоверность полученных результатов исследования обеспечивается четкостью и корректностью методологических позиций и опорой на фундаментальные исследования в областях профессиональной педагогики, педагогического тестирования; разнообразием теоретических и эмпирических методов и их адекватностью проблеме, цели и задачам исследования; целенаправленным анализом педагогического опыта; комплексным характером педагогического эксперимента, его длительностью и непосредственным участием в нем автора.

Публикации. Основное содержание исследования опубликовано в 10 работах, в том числе в 8 научных статьях, 1 методическом указании, 1 тезисе доклада.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на заседаниях кафедры педагогики высшей школы Казанского государственного энергетического университета и кафедры информационных технологий обучения Казанского государственного технологического университета и следующих конференциях и научных сессиях: Всероссийская заочная конференция «Перспективы развития Волжского региона» в Твери (2000); Всероссийская конференция «Развитие системы тестирования в России» в Москве (2000); научная сессия, КГТУ в Казани (2002); Международная конференция «Формирование системы управления качеством подготовки специалистов в вузе» в Казани (2003); Международная научно-практическая конференция «Инновационные процессы в области образования, науки и производства» в Нижнекамске (2004); II научная конференция с участием зарубежных специалистов «Качество. Инновация. Образование» в Судаке (2004).

Материалы результатов исследования использованы при проведении практических занятий по графической дисциплине. Результаты эксперимента внедрены в учебный процесс графической подготовки специалистов Нижнекамского химико-технологического института.

На защиту выносятся:

1. Графическое представление тезаурусного подхода и его использование в создании номенклатуры контрольных вопросов.

2. Педагогический проект системы тестового контроля графической подготовки, включающий стратегию и последовательность этапов проектирования, выраженных в алгоритме создания системы как стандартизированной процедуры контроля и оценивания достижений студентов-механиков.

3. Система тестов для тематического контроля как средство реализации проекта и управления учебным процессом графической подготовки на протяжении всего курса.

Основные результаты исследования внедрены в практику проведения графической подготовки студентов механического факультета Нижнекамского химико-технологического института КГТУ.

Структура диссертации. Работа состоит из введения, двух глав, заключения, библиографии и 3 приложений.

Во введении обосновывается выбор темы исследования и ее актуальность, определяются проблема, цель, объект, предмет и задачи исследования, раскрываются научная новизна, теоретическая и практическая значимость работы, указывается методология и характеризуются методы исследования, описаны этапы опытно-экспериментальной работы, приводятся положения, выносимые на защиту.

В первой главе «Теоретические основы проектирования системы тестового контроля графической подготовки инженеров-механиков» осуществлен ретроспективный анализ развития графической дисциплины как науки, рассмотрено состояние графического образования в высшей школе и определена роль графической подготовки в формировании профессиональной компетентности современного специалиста механического профиля. В главе рассмотрены этапы формирования содержания теста: целеполагание, планирование, экспертиза качества содержания теста. В связи с этим проведен подробный структурный анализ содержания графического материала, составлена схема семантической зависимости разделов графической подготовки, представлена логико-семантическая модель графической дисциплине. Для определения содержания тестовых заданий и проектирования первоначального набора заданий рассмотрены структурно-графовый и тезаурусный подходы к составлению номенклатуры контрольных вопросов по темам и разделам графической подготовки, представлена структура теста. Таким образом, в главе определены теоретические основы проектирования системы тестового контроля графической подготовки студентов механического факультета. Проведено исследование современного состояния процедур тестового контроля в учебных заведениях страны, перечислены недостатки традиционной системы оценок учебных достижений. Осуществлен теоретический анализ научной литературы по вопросам педагогического тестирования и раскрыты такие понятия терминологической системы тестового контроля как «педагогическое тестирование», «педагогический тест» и «тестовое задание»; разработаны тестовые задания четырех классических форм по графическому материалу, перечислены принципы композиции тестовых заданий. В главе рассмотрены некоторые аспекты организации тестового контроля графической подготовки, исследованы и приведены функции и принципы тестового контроля; разработана ранговая модель форм тестовых заданий по уровню трудности их выполнения. В работе рассмотрены основные требования к проектированию системы тестов по графической подготовке.

Во второй главе «Система тестового контроля графической подготовки инженеров-механиков как средство повышения ее эффективности» разработана указанная система, проведена ее апробация, предложен алгоритм создания системы тестового контроля. Осуществлен сравнительный анализ форм представления тестовых заданий, применяемых в графической дисциплине, с выявлением достоинств и недостатков каждой формы. Раскрыта структура системы тестовых заданий по графической подготовке студентов механического факультета, дана ее характеристика. Рассмотрены особенности тестовых заданий для четырех уровней усвоения графического материала и предложена модель зависимости этих уровней от уровней трудности выполнения задания. Исследовано влияние регулярного тестирования на обучение; произведен выбор наиболее оптимальной схемы включения тестового контроля в учебный процесс; осуществлено сравнение технологий тестирования. В главе получено экспериментальное подтверждение эффективности функционирования спроектированной системы.

В заключении даны основные результаты и выводы диссертационного исследования.

тестовый контроль графический учебный

Глава 1. Теоретические основы проектирования системы тестового контроля графической подготовки инженеров-механиков

1.1 Графическая подготовка как основа проектно-конструкторского образования инженеров-механиков

Принятые в технике современные способы изображения предметов создавались в течение многих веков. Первые графические изображения, необходимые для строительных работ, появились свыше 3000 лет тому назад в Египте и Вавилоне. Эти изображения похожи на рисунки, но в них уже применялись условности чертежных приемов. Чертежи-рисунки представляли собой только одно изображение, чаще всего план, который иногда совмещался с фасадом, и получалось изображение типа развертки. На коленях одной из статуй, найденной в Телло, изображена плита с планом дворца. И сейчас на стенах египетских храмов можно видеть изображения зданий, показан внутренний вид по этажам. «Таким образом, древние народы своей практикой заложили первые кирпичи в фундамент позднее сформировавшейся науки о перспективных изображениях и инженерной графике» [7. С. 6].

Одновременно с развитием графических изображений появилась и развивалась наука, определяющая теорию и правила этого процесса. Древнеримский архитектор Витрувий еще в 11-м году до нашей эры, излагая архитектурный проект, говорил о перспективном изображении, при котором все уходящие горизонтальные линии имеют точку схода. В дальнейшем в эпоху Возрождения (1400-1600 гг.) Лоренцо Гиберти, Леон Баттиста, Альберти, Леонардо да Винчи заложили прочные основы теории перспективы. В трудах Леонардо да Винчи содержатся заметки о различных правилах построений, как-то: наилучший угол зрения, горизонт картины, масштаб углубления и др. [75. С. 4]. Сохранившиеся конструкции древних зданий показывают, что архитекторы развивали методы изображений, рисунок под влиянием требований строительного производства постепенно совершенствовался и, наконец, уступил место чертежу. Так постепенно, применительно к требованиям техники, создавалась наука о графических изображениях - «наука о методах изображения пространственных сооружений, машин и механизмов на плоском чертеже» [157. С.123].

В XVII и XVIII столетиях графические науки были обогащены трудами французского математика и архитектора Дезарга и инженера Фрезье. Дезарг оставил сочинения о перспективе и о конических сечениях. Фрезье написал руководство по стереометрии, которое вышло в Страсбурге в 1738-1739 годах, он пользовался ортогональными проекциями на две плоскости: горизонтальную и вертикальную. Дальнейшее усовершенствование графических изображений шло по линии увеличения числа проекций [93. С. 51]. В XVIII веке ученые, художники, инженеры, архитекторы, землемеры обладали многими знаниями и приемами построений, относящихся к кругу вопросов, вошедших позднее в курс начертательной геометрии.

Накопленный в различных странах опыт проекционной грамоты обобщил французский геометр и инженер Гаспар Монж, который разработал в конце XVIII века стройную научную дисциплину о прямоугольных проекциях. Монж подвел итог работы своих предшественников как в области теории, так и в отношении практических примеров. Разработка основ начертательной геометрии началась с решения Монжем задач фортификации. Сам Монж так определил созданную им научную дисциплину: «Искусство представлять на листе бумаги, имеющем только два измерения, предметы, имеющие три размера, которые подчинены точному определению» [179. Р. 17]. Вскоре эта дисциплина заняла подобающее ей место в системе подготовки инженеров и техников. Мы свыклись с изобразительным значением начертательной геометрии и часто не отдаем себе отчет в том, что техническое черчение - это ни что иное, как применение методов начертательной геометрии к решению некоторых практических задач из области машиностроения, строительства, транспортной техники или какой-либо другой отрасли. «Но в конце ХVIII в. это было чем-то вроде энциклопедии общей техники; кроме того, изучение начертательной геометрии развивало у учащихся пространственное воображение, совершенно необходимое инженеру» [24. С. 58].

В нашей стране графическое искусство развивалось своим путем. Первые чертежи, появившиеся в древней Руси, не дошли до нас, виной всему были многочисленные войны на Руси. Судить о развитии технической графики в древней Руси можно только по отрывочным сведениям и материалам, сохранившимся в архивах, музеях и библиотеках [14. С. 3].

Первоначальным прообразом чертежа следует считать разметку на земле планов зданий и сооружений, а также разметку на куске какого-либо материала приблизительной формы изготовляемых изделий, применялись самодельные шаблоны. Изучение памятников Киевской Руси XI в., Новгородской школы XIV-XV веков, рукописных книг Московской старины XVI века показывает, что самобытные проекционные методы по мере накопления опыта постепенно совершенствовались от наивных примитивов до форм, приближающихся к строго научным. В истоке русской графики лежит не перспективная живопись иностранцев - Борго, Гибетти, Баттиста и других, а древнерусский рисунок Дионисия, Рублева и других русских иконописцев, знаменщиков и миниатюристов. Именно их достижения легли в основу развития отечественных начертательной геометрии и инженерной графики [7. С. 8-10; 75. С. 4].

До наших дней сохранились планы русских городов - Пскова, Москвы («Годунов чертеж»), план Тихвинского монастыря, в них наблюдается постепенное совершенствование проекционных методов: метода изображения во фронтальной аксонометрии и метода применения двух плоскостей проекций для показа плана и фасада.

В документах начала XVII века впервые встречается слово «чертеж». Содержанием таких чертежей являлись планы земельных участков, дорог, а затем, несколько позднее, планы зданий, заводов и целых городов. Чертежи сооружений и машин появляются во второй половине XVIII века [75. С. 4-5]. Из сохранившихся чертежей видно, что карандаш (черный камень) стали применять в конце XVII века, а до этого чертили чернилами и тушью с помощью гусиных перьев, применялось раскрашивание с наложением теней. В этом сказывалось вековое влияние рисунка.

В России в начале XVIII в. заметно ускорилось развитие способов изображений, о чем свидетельствует, в частности, «Чертежная книга городов и земель Сибири» - атлас, составленный Семеном Ремезовым по указу Петра I в 1701 году. При Петре I в начале XVIII века в связи с развитием судостроения была организована первая государственная школа черчения, появились мастера-чертежники. Рисование не отделялось от черчения и считалось одним предметом. Судостроительные чертежи выполнялись вполне совершенно, с применением видов с трех сторон, с разрезами, с соблюдением точного масштаба. В архивах сохранился чертеж 22-весельного шлюпа, выполненный в 1719 году лично Петром I. Чертеж составлен с соблюдением проекционной связи и с применением наложенных сечений. Во времена петровского правления началось интенсивное строительство заводов на Урале и в Сибири, и начиная с 1719 года уральские техники широко используют прямоугольные проекции [143. С. 4]. Это убеждает нас в том, что наши соотечественники были пионерами инженерной графики и многое сделали для ее развития.

Само понятие «графика» применимо и к искусству, и к технике. «Графикой принято называть изобразительное искусство, создающее рисунок линиями и штрихами без красок, а также и произведения этого искусства» [116. С. 10]. К инженерной графике относится исполнение чертежей зданий, сооружений, всевозможного оборудования и машин.

В течение почти 150 лет (с 1709 по 1860 г.) в России оформление чертежей было различным на разных заводах. В последующие годы эти различия постепенно сглаживались. В это время (1700-1720 гг.) использовался метод расположения проекций, называемый старым уральским методом. Этот же метод, но только в 1891 году был принят стандартами в США и Канаде [191. Р. 8].

С развитием машинной техники наблюдается дальнейшее совершенствование способов изображений. Чертежи многочисленных русских строителей и изобретателей приближаются по своему виду к современным чертежам. Таков, например, чертеж молотовой фабрики Ф. Санникова, относящийся к 1741 г. Новатором в области графического изображения сложных механизмов был знаменитый изобретатель паровой машины И.И. Ползунов, который заложил основы составления чертежей с большим количеством деталей. По материалам архивов установлено, что определенная система в исполнении чертежей впервые встречается именно в чертежах И.И. Ползунова. В них заложены также основы проекционных методов черчения в том виде, в каком они были опубликованы Г. Монжем только через 37 лет. Изобретение, которым И.И. Ползунов прославил нашу Родину, подвигло его последователей на новые разработки паровых машин. Широко известны чертежи механика-самоучки И.П. Кулибина, изобретателя водяной турбины И.Е. Сафонова. В области строительства зданий известны чертежи замечательных русских архитекторов В.И. Баженова, М.Ф. Казакова и др. [7. С. 46-48, 52-54; 75. С. 4].

Сохранившиеся чертежи открывают завесу прошлого, уточняют историческое развитие гражданской и военной промышленности, указывают на постепенное приспособление рисунка к нуждам производства и иллюстрируют развитие инженерной графики.

В 1773 году открывается первое высшее техническое учебное заведение в России - Санкт-Петербургский горный институт. Преподавание черчения в институте было поставлено на основе достижений практики заводов, что способствовало унификации и дальнейшему повышению качества чертежных работ в России. С 1821 года в России начали появляться учебники по теоретическим вопросам инженерной графики. В связи с падением крепостного права начался быстрый рост промышленности России, что потребовало ускорения чертежных работ. Вместо раскрашивания и затушевывания ввели штриховку чертежей, произошли изменения, связанные с масштабом. С начала своего появления чертежи исполнялись точно в определенном масштабе. Размеры не проставлялись, требовалось проводить кропотливую работу измерения по чертежу для определения необходимых размеров. Так продолжалось примерно до 60-х годов XIX столетия, а на некоторых заводах и более длительное время. Поначалу размеры на чертежах проставлялись без выносных линий, «размерные линии проводились от руки в виде дуг и не оканчивались стрелками» [70. С. 45]. В те годы наблюдался отход от применения старого уральского метода расположения проекций, но в простановке размерных чисел царил по-прежнему большой разнобой и чертежи оформлялись по усмотрению заводов.

Узаконенные правила для исполнения чертежей стали приниматься в нашей стране лишь после Октябрьской революции. В 1919 г. в бюро норм отдела металла Высшего совета народного хозяйства (ВСНХ) были разработаны стандарты:

шрифты для надписей на чертежах;

толщина и типы линий чертежей;

обозначение материалов штриховкой.

Распространенность методов и приемов инженерной графики среди различных областей техники привело к разработке единых правил и норм выполнения чертежей с той целью, чтобы различие применяемых упрощений и условностей не оказывалось помехой для межотраслевого общения технических областей.

В 1925 году Всесоюзным комитетом стандартизации (ВКС) были разработаны первые стандарты, регламентирующие основные правила оформления чертежей. С тех пор по мере развития и совершенствования техники стандарты на оформление чертежей периодически дополняют. В 1965 году Комитетом стандартов была создана «Единая система конструкторской документации - ЕСКД». В 1968 году были утверждены новые стандарты ЕСКД и назначен срок их внедрения - 1 января 1971 года. Важное значение имела работа по стандартизации, проводимая в рамках СЭВ. В 1974 году XXVIII сессия СЭВ утвердила «Положение о стандартах СЭВ» и одобрила конвенцию об их применении всеми странами-членами СЭВ [123. С. 7-12].

Стандарты систематически пересматривают, что объясняется требованиями производства и стремлением унифицировать стандарты нашей страны и других стран. В настоящее время выпуск стандартов имеет большое политическое и экономическое значение, так как чертеж не просто служит средством технической информации между людьми различных профессий, но и является основным средством выражения технической идеи конструктора, механика, технолога, архитектора в наиболее наглядной и точной форме. Чертеж называют языком техники, придавая этому очень широкое значение.

Техническое черчение до 2-й половины XIX века не представляло собой научной дисциплины, границы которой были бы четко определены. Выделению его в самостоятельную дисциплину предшествовал длительный период существования в качестве составной части курсов фортификации, практической механики и строительного искусства. В том или ином учебном заведении в соответствии с задачами курса менялись характер и содержание этого предмета. Происходило разделение инженерной графики на две основные ветви, одна из которых обслуживает машиностроение, а другая - нужды строительства зданий и сооружений. Постепенно усложнившаяся инженерная графика стала нуждаться в систематическом изложении ее научных основ. Для удовлетворения этих потребностей в конце XIX века начали издаваться специальные учебники по техническому черчению. Именно этот период можно считать временем возникновения технического черчения как прикладной инженерной науки. Следует напомнить, что по начертательной геометрии первый труд (Г. Монж «Начертательная геометрия») появился примерно на сто лет раньше, в 1798 году.

Из практики известно, что изучившие курс начертательной геометрии еще не могут читать машиностроительные и строительные чертежи. Следовательно, знаний начертательной геометрии недостаточно для овладения техническим черчением. Отсюда появилась необходимость считать «техническое черчение самостоятельным предметом, базирующимся на приложении начертательной геометрии для целей практики» [7. С. 90]. Ученый Н.А. Рынин охарактеризовал начертательную геометрию следующим образом: «Начертательная геометрия по своему характеру и методам занимает особенное положение среди других наук. Она состоит на границе между областью точных наук и областью фантазии» [141].

В нашей стране курс «Начертательной геометрии» был введен впервые в 1810 году в Петербургском институте корпуса инженеров путей сообщения. В 1816 году преподаватель этого института Яков Александрович Севастьянов напечатал первое руководство по начертательной геометрии на русском языке. В 1821 году он издал свой курс под названием «Основания начертательной геометрии», сыгравший большую роль в освоении этой дисциплины в нашей стране. В последующие годы (1830-1831 гг.) Я.А. Севастьянов издал еще две книги, в которых изложены вопросы применения начертательной геометрии к рисованию, теория теней, а также дано приложение начертательной геометрии к воздушной перспективе, к проекциям карт и поставлены другие теоретические вопросы графики. Я.А. Севастьянов (1796-1849 гг.) был первым русским профессором по начертательной геометрии [27. С. 6].

Как учебный предмет начертательная геометрия быстро начала распространяться, только в 1821 году она была введена в учебные планы института путей сообщения, инженерного училища, горного кадетского корпуса, артиллерийского училища, морского кадетского корпуса, училищ гражданских инженеров, технологического института в Москве и Петербургского университета. Учебный курс начертательной геометрии был издан в 1841 году П. Галактионовым, а в 1862 году вышел учебник «Начертательная геометрия» академика И. Сомова, который впервые изложил на русском языке применение способа перемены плоскостей проекций.

Дальнейшее развитие начертательной геометрии связано с именами Николая Ивановича Макарова (1824-1904 гг.), издавшего в 1870 году полный курс начертательной геометрии с широким освещением раздела о кривых линиях и поверхностях, и Валериана Ивановича Курдюмова (1853-1904 гг.), создавшего в 1892-1896 годах капитальные труды по прямоугольным проекциям, аксонометрии и проекциям с числовыми отметками: «Курс начертательной геометрии» (1895 г., содержит более 1100 стр.), «Общие понятия об аксонометрии», «Аксонометрия в прямоугольных и косоугольных проекциях или параллельная перспектива».

Новое направление в начертательной геометрии связано с мировым именем академика Евграфа Степановича Федорова (1853-1919 гг.). Его работы способствовали внедрению начертательной геометрии в химию, кристаллографию и другие науки, где она ранее не применялась. К числу таких работ относятся, например, «Новая геометрия как основа черчения» (1907 г.), «Точное изображение точек на плоскости» (1907 г.), «Новая начертательная геометрия» (1917 г.). Такие идеи Е.С. Федорова, как построение системы проекции с выбором вектора в качестве основного элемента взамен точки, представляющей собой основной элемент для построения всех остальных образов в элементарной геометрии; изображение точек пространства на плоскости с помощью параллельных векторов и вытекающая из этого возможность получить плоскостное изображение четырехмерных систем, помимо своего практического значения, способствовали дальнейшему развитию начертательной геометрии как теории изображений. Это научное наследие Е.С. Федорова получило свое отражение и в развитии начертательной геометрии в советское время [38. С. 26].

Большинство сочинений, изданных до Октябрьской революции, по заключению Д.И. Каргина [57], не являлось результатом исследовательских работ, а носило методический характер и служило учебниками для высшей школы. На этих учебниках воспиталось значительное число русских деятелей инженерной графики.

После Октябрьской революции наша страна за короткий срок покрылась густой сетью вузов и втузов. Были созданы условия для быстрого развития инженерной дисциплины на научной основе: составлены новые учебные планы, значительно отличающиеся от прежних; при втузах организованы самостоятельные кафедры, в которых объединились все виды графических дисциплин. Это обеспечило единообразие в учебной работе. Окрепла база, необходимая для научной деятельности, роста новых педагогических кадров [143. С. 4].

Н.А. Рынин в книге «Методы изображений» (1916 г.) наметил процесс преподавания начертательной геометрии, базирующейся на проектной основе. Профессор А.И. Добряков провел большую и плодотворную работу по повышению качества научных работ, по укреплению кафедр научными кадрами и совершенствованию организации занятий по начертательной геометрии, черчению, рисованию. А.И. Добряков написал учебник, имеющий строительно-архитектурный уклон, разработал простой способ построения перспективы.

Свидетельством развития научной мысли явилась начавшаяся в нашей стране защита диссертационных работ по теоретической и прикладной графике. Первой такой работой была докторская диссертация Д.И. Каргина «О точности графических расчетов, применяемых в различных отраслях инженерного дела». Профессор Д.И. Каргин также широко развернул работу по подготовке научных работников в области методов изображений. Под его руководством организовалось Ленинградское объединение членов кафедр начертательной геометрии и черчения.

Профессор Н.Ф. Четверухин (автор многочисленных исследований и печатных трудов) создал новый раздел начертательной геометрии - «Опыт параметрического исчисления изображений». Доктор физико-математических наук, геометр по своей научной направленности Н.Ф. Четверухин с 1919 года работал в высшей школе. Построение курса, научная работа возглавляемой им кафедры, организация занятий по методике, практикуемой Н.Ф. Четверухиным, стали достоянием широких кругов работников кафедр начертательной геометрии и черчения сначала московских, а затем и периферийных высших технических учебных заведений [27. С. 10].

Крупные работы, посвященные кривым линиям и поверхностям, принадлежат профессору М.Я. Громову, автору оригинального курса начертательной геометрии. Способу вспомогательного проектирования на эпюре для упрощения решения некоторых задач, посвящены работы профессоров Е.Е. Дольского, С.М. Колотова. Резко возросло количество авторов образцовых учебников по начертательной геометрии и графике. Вот некоторые из них: Д.Г. Ананов, С.К. Боголюбов, А.В. Воинов, Н.А. Глаголев, В.И. Гордон, В.И. Каменев, С.М. Куликов, М.А. Леонтьев, Б.П. Николаев, В.К. Осипов, И.И. Ярмолович и др.

В настоящее время значительно повысились требования к чертежам. Современный чертеж это не приблизительный указатель, от которого при случае можно и отступить, а документ, облеченный силою закона. Чертеж определяет не только форму и размеры детали, но и технологические требования к ее изготовлению: марку и качество металла, термическую обработку, чистоту обрабатываемых поверхностей и возможные отклонения от номинальных размеров.

Обзор развития методов построения изображений убеждает в том, что начало применения графики уходит в глубину веков. Первые примитивные графические изображения служили средством обмена мыслями вместо письменности. С возникновением письменности рисунок продолжил свое самостоятельное развитие, а наука отыскивала способы более выразительных перспективных построений. Под влиянием изменяющихся общественных отношений и практических потребностей рисунок стали приспосабливать к общественным нуждам, и постепенно он перерос в чертеж.

Инженерная графика, выросшая из рисунка, была вызвана производством, со временем она превратилась в начальную стадию большинства производственных процессов, так как без проектных и рабочих чертежей стало невозможно руководить производством. В связи с возросшими требованиями к чертежам возникла начертательная геометрия как наука, обслуживающая в некоторой части исполнителей чертежей. Таким образом, начертательная геометрия как учебный предмет появилась примерно через 100 лет после появления первых чертежей, исполненных по излагаемым в ней правилам (имеются в виду проекционные методы). Она была вызвана, с одной стороны, потребностями исполнения технических чертежей, а с другой - необходимостью внести дополнение к математике.

Для повышения качества чертежей было сделано многое, но к внедрению «системы чертежного хозяйства» мы приступили только с 1 июля 1951 г. В вечность канули разнобой в составлении чертежей. Сегодня проектирование поставлено на прочную основу, и чертежи значительно улучшились, они отражают все требования современного производства, исполняются по единой, хотя и не вполне совершенной, системе ГОСТа.

Анализ деятельности зарубежных, русских и советских ученых, работавших в области геометро-графических наук, доказывает, что эти ученые успешно работали во многих областях инженерного дела, черпая в них новые идеи, и претворяли их в теоретическую графику, что способствовало ее дальнейшему развитию.

В современном мире техники невозможно обойтись без знания графических наук, без умения разрабатывать, читать и анализировать графическую информацию. Процесс развития нельзя считать законченным, развитие наук по теоретической и прикладной графике продолжается. Одной из последних заметных работ в области графических дисциплин можно считать книги и учебные пособия доктора педагогических наук, профессора Чекмарева Альберта Анатольевича: «Начертательная геометрия и черчение», «Справочник по машиностроительному черчению» и др. [165, 166]

Стремление к связи между теорией и практикой, о которой указывали ученые А.И. Добряков, Н.А. Рынин, Я.А. Севастьянов и другие и сейчас пронизывает все развитие, а главное преподавание графических дисциплин.

Под графическими дисциплинами следует понимать дисциплины, изучающие способы, средства, законы представления технической информации с помощью графических моделей (эскизов, чертежей, технических рисунков, схем), овладение которыми позволяет в образовательном процессе и в будущей деятельности решать множество задач: профессиональную (применение графических знаний в производственных условиях); информационную (способы обработки, передачи и хранения графической информации); научно-методическую (решение научно-технических задач графическими методами); проектно-конструкторскую (проектирование, моделирование, конструирование); социальную (воспитание и адаптация будущего специалиста посредством представлений о графической культуре) [25. С. 15].

Изучение дисциплины «Начертательная геометрия и инженерная графика» обеспечивает студентам начальную вузовскую графическую подготовку. Дисциплина относится к общепрофессиональным и состоит из двух согласованных между собой разделов, каждый из которых имеет свой предмет, свои цели и задачи (см. таблицу 1).

Таблица 1

Предмет, цель и задачи разделов дисциплины

«Начертательная геометрия и инженерная графика»

Раздел	Начертательная геометрия	Инженерная графика
Предмет	Пространственные формы и отношения	Технические чертежи
Основная цель	Развитие пространственного воображения и конструктивно-геометрического мышления	Выработка знаний и навыков для выполнения и чтения технических чертежей
Задачи	1. Анализ и синтез пространственных форм и отношений. 2. Изучение способов конструирования различных геометрических пространственных объектов. 3. Освоение способов получения чертежей поверхностей на уровне графических моделей. 4. Формирование умения решать на чертежах задачи, связанные с пространственными объектами и их зависимостями.	1.Выполнение эскизов деталей. 2. Освоение умений пользования ГОСТами и справочной литературой. 3. Составление конструкторской и текстовой документации. 4. Формирование навыков изложения технических идей с помощью чертежа.

Начертательная геометрия является теоретической основой построения технических чертежей, поэтому для обеспечения непрерывности геометрически-графического образования инженерную графику целесообразно изучать после ее освоения.

Современная графическая подготовка в научно-методической литературе рассматривается в трех направлениях: общеобразовательном, политехническом и профессиональном [26; 35; 101; 121; 176]. Общеобразовательное значение графики заключается в развитии эстетического вкуса, в развитии таких качеств, как внимательность, наблюдательность, точность и четкость в работе.

Политехническое значение графической подготовки состоит в формировании у обучающихся системы знаний по основам современного производства и умений, позволяющих ориентироваться в основных направлениях технического прогресса. Одним из условий успешного овладения политехническими знаниями является графическая грамотность, то есть умение читать и выполнять чертежи, схемы, планы. Конечно, политехническое образование не заменяет профессионального, но, овладевая общетехническими знаниями и умениями на базе общеобразовательной подготовки, студенты вооружаются навыками, которые нужны для будущей трудовой деятельности.

Усвоение программного материала дисциплины «Начертательная геометрия и инженерная графика» является надежной основой для дальнейшей конструкторской подготовки, так как способствует развитию технического мышления, приемов и способов «чтения» информации производственного характера, то есть графическая подготовка обеспечивает базовую общеинженерную подготовку студентов для более глубокого усвоения ими специальных дисциплин. Уровень и качество графического образования является одним из показателей общепрофессиональной подготовки будущего инженера-механика. Следовательно, данная дисциплина обеспечивает студента начальным минимумом фундаментальных инженерно-геометрических знаний и умений.

Подготовка инженеров требует постоянной разработки и усовершенствования методов и форм организации обучения и контроля. Что касается последнего, то прежде чем выбрать наиболее приемлемую форму контроля и оценки учебных достижений по графической подготовке студентов механического факультета, необходимо рассмотрение следующих вопросов: какими качествами должен обладать инженер-механик, каковы границы его профессиональной деятельности, какими профессиональными знаниями, умениями и навыками он должен владеть и какую долю из них составляют геометро-графические.

Решение этих вопросов, выявление структуры графических знаний, умений, а главное, определение вклада графической дисциплины в конечные цели профессионального образования, привели к созданию проектов модели будущего специалиста и профессиограммы инженера-механика. При разработке модели специалиста за основу взято определение, данное В.П. Беспалько [20]: «Модель специалиста - это цель для построения процесса подготовки специалиста и критерий качества подготовки и развития личности его как субъекта профессиональной деятельности». Проблеме разработки модели специалиста посвящены научные труды В.А. Белогуровой [18], Ю.Г. Кисляковой [63], В.М. Рогинского [134], Н.Ю. Рыжовой [140], Е.Э. Смирновой [147], Н.Ф. Талызиной [156] и других авторов.

Просматриваются две концепции построения модели специалиста. В концепции Н.Ф. Талызиной [156] на первый план выдвигается система профессиональных задач. Приверженцы второй концепции В.М. Рогинский [134. C. 8], Е.Э. Смирнова [147] на первый план выносят личностно-профессиональные качества специалиста.

В своей работе Н.Ю. Рыжова [140] провела сравнение двух рассмотренных выше концепций и сделала вывод о том, что концепция, предложенная Н.Ф. Талызиной, более конструктивна, и если сторонники второй концепции ставят вопрос о наличии у специалиста определенных профессиональных, психологических качеств, то в модели специалиста Н.Ф. Талызиной они присутствуют в «скрытой форме» [147].

В статье В.А. Белогуровой [18] модель специалиста рассматривается в двух аспектах: модель деятельности и модель подготовки. Предложенный нами проект модели специалиста включает в себя в первой степени модель деятельности, то есть типовые задачи, которые должен решать специалист в практической деятельности, а также модель подготовки, заключающуюся в видах умений, реализуемых через процесс обучения (см. таблицу 2) [63. C. 72; 140].

Таблица 2

Проект модели специалиста (инженера-механика)

Виды умений	Виды знаний	Конкретный состав умений
Умение учиться включает виды деятельности: 1) поиск новой информации - умение работать в библиотеке, ориентирование в классификации источников; 2) умение читать - понимание прочитанного, выделение главного; 3) усвоение выделенного содержания с помощью конкретных умений: решения задач различных типов, контроля за решением, коррекции при возникновении ошибок.	Качества, которыми должен обладать специалист: 1) идейно-политические - политическая зрелость, идейная убежденность, чувство общественного долга, социальная активность; 2) профессиональные - профессиональная компетентность, использование теоретических знаний и средств в производственной деятельности: умение проектировать конструкции, технику, механические и технологические процессы, знание способов эксплуатации, умение осуществлять экономический анализ, оценивать последствия принимаемых решений; 3) организаторские - умение ставить цели деятельности, организовывать и направлять усилия людей в желаемом русле; 4) личные - самоорганизованность, культура общения.	Умения, реализуемые специалистами: 1. необходимые для решения производственных практических задач; 2. позволяющие вести научно-производственные, проектно-конструкторские разработки, исследования и изыскания; 3. обеспечивающие готовность к работе (в коллективе, с коллективом); 4. способствующие обеспечению промышленной безопасности
Задачи, обусловленные современными условиями.	Задачи, обусловленные особенностями общественно-политического строя страны	Задачи, диктуемые требованиями профессии

В соответствии с моделью специалиста инженер-механик может выполнять следующие виды профессиональной деятельности: производственную, проектно-конструкторскую, организационно-управленческую, экспериментально-исследовательскую. По роду своей деятельности он будет заниматься модернизацией технологического оборудования, разработкой проектной, проектно-изыскательской и проектно-сметной документации, проектированием и моделированием производственных установок и технологического оборудования. Проект модели специалистов ориентирован на инженеров-механиков, но может быть использован и в профессиональном образовании инженеров-технологов.

Модель специалиста определяет требования к системе целей по графической подготовке, к организации учебного процесса, к содержанию учебных и рабочих планов, программ, к методам обучения и контроля [146. С. 161], а также способствует созданию проекта профессиограммы инженера-механика, который разрабатывался с учетом государственных образовательных стандартов [36. C 2-7, 40-56] (см. таблицу 3).

Таблица 3

Проект профессиограммы инженера-механика

Область профессиональной деятельности	Разработка, создание, совершенствование производств основной химии
Объекты профессиональной деятельности	Машины и аппараты химических производств, системы регулирования и оптимального проектирования оборудования, очистные установки и сооружения
Виды профессиональной деятельности выпускника	Производственная проектно-конструкторская

Подобные документы

• Методика составления тестовых заданий и проведения тестирования

  История возникновения тестирования. Понятие теста, тестовых заданий. Классификация тестов, основные формы тестирования. Закрытые и открытые тестовые задания. Задания на соответствие и установление правильной последовательности. Анализ систем тестирования.
  
  презентация [873,3 K], добавлен 07.04.2014
  

• Тест итогового контроля по дисциплине "Педагогические технологии"

  Качественные экспертно-ориентированные методы оценки знаний и умений учащихся. Цель и основные задачи тестирования. Основные виды тестовых заданий. Функции теста и основные этапы его разработки. Сквозное применение педагогами метода тестирования.
  
  курсовая работа [46,2 K], добавлен 27.12.2011
  

• Формирование и развитие умений и навыков работы над графической иллюстрацией у школьников (1-9 классы)

  Понятие и сущность графической иллюстрации, ее возникновение и развитие в России. Анализ творчества художников-иллюстраторов. Анализ методик преподавания уроков тематического (иллюстративного) рисования в современном процессе общего образования.
  
  курсовая работа [4,3 M], добавлен 27.08.2012
  

• Разработка педагогического теста по предмету "Физика" для учащихся 7 класса общеобразовательной школы по материалу I четверти

  Роль систематического использования тестов в объективной оценке уровня подготовки школьников. Спецификация и содержание тестовых материалов по физике для учащихся 7 класса. Статистическая характеристика заданий, анализ результатов по итогам тестирования.
  
  курсовая работа [242,8 K], добавлен 29.01.2012
  

• Условия организации тестового контроля на уроках информатики в начальной школе

  Педагогический тест как объективный способ оценивания. Типология тестовых заданий для пропедевтического курса информатики. Организация тестового контроля в 3 классе по теме: "Действия с информацией". Общие рекомендации по составлению тестовых заданий.
  
  курсовая работа [48,9 K], добавлен 18.01.2014
  

• Разработка методического обеспечения для тестового контроля знаний при изучении информатики и ИКТ

  Характеристика традиционных форм педагогического контроля. Виды тестов на уроке информатики и ИКТ, эффективность их применения. Типология тестовых заданий для пропедевтического курса информатики. Организация тестового контроля на уроках в 3 классе.
  
  курсовая работа [65,1 K], добавлен 16.04.2014
  

• Развитие способности к символизации дошкольников

  Особенности и основные этапы развития ребенка в дошкольном возрасте, место и роль символа в его личностном и интеллектуальном становлении. Методика использования в учебном процессе младших и средних дошкольников символической и графической аналогии.
  
  контрольная работа [30,5 K], добавлен 14.07.2009
  

• Анализ тестовых заданий при использовании системы Moodle

  Использование электронных систем управления обучением. Формирование банка тестовых заданий всех основных форм. Матрица результатов тестовых заданий. Индекс легкости заданий для тестируемой группы. Средства анализа результатов тестовых заданий системы.
  
  реферат [1,4 M], добавлен 31.03.2011
  

• Использование тестовой методики для контроля сформированности лексических навыков и умений

  Роль и функции тестирования в преподавании иностранных языков. Требования к составлению тестов. Комплексы заданий для тестового контроля речевых навыков (лексических, грамматических). Разработка заданий и упражнений для тестового контроля речевых умений.
  
  курсовая работа [36,0 K], добавлен 07.12.2013
  

• Разработка тестовых заданий

  Методологические основы создания тестовых заданий, их особенности, класификация, критерии качества, экспертиза. Проверка в тестовых заданиях законов сохранения энергии, сохранения импульса и сохранения момента импульса.
  
  дипломная работа [84,9 K], добавлен 29.07.2011
  

• главная
• рубрики
• по алфавиту
• вернуться в начало страницы
• вернуться к началу текста
• вернуться к подобным работам