Тенденция развития геометро-графической подготовки в высшем образовании

Шангина Е.И.

Высшее профессиональное образование (ВПО) в последнее время сталкивается с серьезными проблемами. Одна их группа связана с изменением в представлении общества о целях образования, приведшим к появлению новой образовательной парадигмы, которая ставит в центр внимания задачу воспитания гармонически развитой личности, способной к самореализации и самоопределению в пространстве современного общества. От образования сегодня ожидают двух одинаково ценных результатов: с одной стороны, вооружения обучающихся хорошо организованными и систематизированными знаниями, а с другой развития у них особых умений интеллектуальной деятельности, и особенно овладения способом широкого переноса знаний на новые ситуации. Основой этого способа является прием установления различного рода связей: логических, функциональных, внутридисциплинарных и междисциплинарных. Наличие междисциплинарных знаний позволяет студентам осознавать значимость изучаемых дисциплин в их взаимосвязи и взаимодействии, что необходимо для глубокого научного познания и теоретического осмысления различных явлений и процессов. В итоге формируются способности к синтезу знаний из различных областей, рассмотрению всех объектов и явлений в их взаимодействии и развитии, что обеспечивает последующую эффективную профессиональную деятельность с учетом быстрого изменения содержания труда и обновления прикладных задач.

Эти современные представления о цели ВПО находятся в противоречии с сегодняшней практикой обучения, в массе своей ориентированной на узкоспециализированную подготовку специалистов. Для преодоления этого противоречия требуется разработка новых подходов к организации учебно-познавательной деятельности студентов, поскольку эффективная организация таковой способна создать условия для повышения качества обучения и развить профессиональные качества личности, творческие способности, самостоятельность и активность.

Другая группа проблем обусловлена изменениями требований к характеру и качеству профессиональной подготовки специалистов, возникшими вследствие увеличения скорости информационных процессов, сопровождающих изменения в социально-экономическом и техническом развитии общества. Эти проблемы выражаются в появлении новых типов теоретических и практических задач, отличающихся системным и междисциплинарным характером, нестандартностью, эвристичностью, глобальностью возможных последствий. Такие задачи не имеют простых и однозначных решений, а это требует существенного изменения характера всей профессиональной деятельности будущих инженеров и обусловливает необходимость подготовки специалистов, способных творчески мыслить, структурировать инварианты знаний, строить модели, не формально запоминать отдельные формулы, схемы, факты и положения, сами по себе имеющие малую познавательную ценность.

Следует отметить группу проблем, порожденных постоянным расширением спектра форм профессиональной деятельности и современным уровнем развития науки. В них ярко выражена интеграция общественных, естественнонаучных и технических знаний, специфика которых уже не позволяет использовать в готовом виде имеющиеся методические наработки. В частности, учебник, по-прежнему выступающий как основной инструмент методического обеспечения и источник знания, должен иметь не только обучающий, но и развивающий характер, что помогает студенту на основе ранее усвоенных знаний формировать новые, которые в дальнейшем входили бы в интеллектуальный аппарат личности и применялись в процессе самостоятельных поисков и открытий. Для преодоления этого противоречия требуется разработка особой нетрадиционной организации изучаемого материала, так и новых форм его изложения.

Отмеченные проблемы, как уже было сказано, объективно порождены процессами, происходящими на современном этапе развития общества. Они отражаются не только на общей концепции построения ВПО, но и на характере и стиле преподавания практически любой дисциплины, реализующей тот или иной фрагмент образования. Особое место занимают дисциплины, предназначенные для обеспечения междисциплинарных связей. К таковым, без сомнения, относится начертательная геометрия (НГ), ибо ее назначение обеспечить преподавание целого ряда спецкурсов в техническом университете. Начертательная геометрия введена в реестр специальностей 05.01.01 Инженерная геометрия и компьютерная графика (согласно паспорту специальности), разработанному ВАК РФ. Инженерная геометрия включает в себя традиционные разделы начертательной геометрии и инженерной графики, которые являются одной из теоретических основ компьютерной геометрии и графики, и обеспечивает геометро-графическую подготовку специалистов в техническом вузе. Тем не менее, необходимо отметить заметную в последние десятилетия тенденцию сокращения объема часов, отводимых на изучение курса начертательной геометрии и инженерной графики. Данная тенденция имеет как объективные, так и субъективные причины.

Приведенные выше суждения являются, на наш взгляд, следствием довольно парадоксальной ситуации: несмотря на обилие методологических исследований и публикаций по начертательной геометрии, в настоящее время нет общепринятой системы представлений о ней как о разделе математики, изучающей теорию геометрического моделирования (ТГМ) пространств, или еще шире, многообразий различного числа измерений и различной структуры. В то же время, выработка таких представлений облегчается тем, что определенный круг геометрических представлений уже исторически и естественным образом сложился на практике. Более того, любой специалист, достойно для своей профессии знающий начертательную геометрию, наряду с такими понятиями как, например, чертеж, проекция, прямая, плоскость, должен владеть ключевыми понятиями ТГМ: модель, отображение, пространство, размерность, пропорциональность, симметрия. Обучение построению полной цепочки использования компьютера наиболее глубоко отражает суть междисциплинарного обучения моделированию на основе ТГМ, обеспечивающей естественные связи математики, информатики и других дисциплин.

Таким образом, приходится констатировать, что в настоящее время геометрографическое образование студентов находится в глубоком кризисе. Связано это, прежде всего, с отставанием уровня развития дисциплин, изучаемых в учебных заведениях, и уровнем развития науки, техники, производства. Традиционно сложившаяся система преподавания НГ не учитывает современного развития общества, характеризующегося интенсивной разработкой новых направлений, подходов, идей во всех сферах человеческой деятельности. Поэтому необходимо разработать современный подход к обучению геометро-графическим дисциплинам.

Тенденции в развитии образования обусловлены необходимостью интеграции знаний, глобализацией социальных проблем, потребностью междисциплинарного синтеза. Путь обучения через междисциплинарный подход способствует формированию у студентов нестандартности мышления, способности принимать правильные решения, возникающие на стыке различных областей, видеть взаимосвязь фундаментальных исследований,технологий и потребностей производства и общества, умения оценить эффективность той или иной инновации и организовать ее практическую реализацию. Все это содействует созданию когнитивной базы профессиональной культуры и профессионального мастерства будущего специалиста.

В ходе анализа междисциплинарного подхода к образованию целесообразно выделить два уровня рассмотрения. Первый или высший уровень целостности, являющийся конечной целью новой образовательной парадигмы, который может быть достигнут в ходе длительной эволюции развития взаимодействия естественных, гуманитарных и технических дисциплин, создание идеала целостной культуры. В настоящее время об этом уровне целостности можно говорить как о тенденции, к которой должно стремиться образовательное пространство. Несмотря на сложность и многоплановость решения данной проблемы, тенденция междисциплинарности научного знания нашла свое наиболее полное воплощение в новой научной дисциплине (парадигме, мировоззрении) синергетике, которая занимается динамикой развития сложных систем, их свойствами и выявлением определенных закономерностей в эволюционировании таких систем, характеристики которых выражаются изменяющимися во времени и в пространстве переменными. Приложения синергетики находят свое отражение в науках о головном мозге и комплексе наук, называемых когнитивными. Синергетика подтверждает общность закономерностей и принципов самоорганизации самых разных сложных систем (физических, химических, биологических, технических, экономических, социальных). В связи с чем представляется, что мир един, а разные науки и входящие в них теории, изучают только разные аспекты этого единого мира. Вот почему важнейшие открытия делаются, как правило, на стыках наук. Сам человек создал для удобства разные научные теории, а “природа не знает деления на науки” [1].

В настоящее время наблюдается тенденция повышения внимания ученых к воз-можностям использования синергетического подхода к проблемам подготовки будущих специалистов выпускников вузов. Участники Международного Московского синергетического форума отмечают, что “синергетический образ мышления приобретает всё возрастающее значение в школьном и университетском образовании...” [2, с. 148 152]. Синергетика при этом трактуется как теория самоорганизации.

Вместе с тем, необходимо отметить, что становление целостности всего образования невозможно без решения более узких задач, которые могут получить решение в ближайшее время. Второй уровень целостности в образовании можно считать достигнутым, если дисциплины представляют не просто совокупность традиционных курсов, а образуют единую систему, ориентированную на построение междисциплинарной методологии, основанной на выявлении универсальных методов конкретных дисциплин, с помощью которых можно эффективно решать задачи в самых различных областях человеческой деятельности. “Здесь ход от метода, а не от задачи... Так на этапе моделирования внедряется в жизнь математика язык междисциплинарного общения, но об этом давно забыли, и обычно говорят о естественнонаучных подходах” [3, с. 91]. В этом контексте возникает задача освоение пространства методов моделирования, то есть построения формального описания того, как целостная система устроена, как система возникла и изменяется.

Одним из путей совершенствования геометро-графического образования студентов является пересмотр принципов формирования системы представлений о начертательной геометрии, преобразуя эту дисциплину из сугубо служебной, обеспечивающей чертежно-проектную деятельность, в дисциплину, развивающую у студентов способности к геометрическому моделированию, умению строить визуальные модели, позволяющие упрощать процесс решение задач в различных областях деятельности. Представленные в статье выводы служат основой для дальнейших исследований в области теории и методики преподавания геометро-графических методов в технических вузах.

начертательная геометрия моделирование образование