В жизни современного общества инженерная деятельность играет все возрастающую роль. Проблемы практического использования научных знаний, повышения эффективности научных исследований и разработок предъявили новые требования к инженерной деятельности и инженерному образованию, меняя их идеологию и технологию. Современный этап развития инженерной деятельности характеризуется системным подходом к решению сложных научно-технических задач, обращением ко всему комплексу социальных гуманитарных, естественных и технических дисциплин. Технические вузы готовят инженеров различного профиля, но быстрый рост объема научных знаний вошел в противоречие с конечными сроками обучения и возможностью эффективного усвоения учебной информации. Эта предпосылка ставит задачи отбора содержания и уплотнения знаний в каждой предметной области, в частности и в области инженерной графики.
Использование новых образовательных технологий, базирующихся на применении современных технических средств, позволяет значительно интенсифицировать учебный процесс и корректировать тактику совершенствования образовательного процесса.
На кафедре начертательной геометрии Национального исследовательского Томского политехнического университета используются новые образовательные технологии при чтении лекций, проведении практических занятий c использованием рабочей тетради в специализированных мультимедийных аудиториях, часть из которых снабжена средствами обратной связи [1].
Инженерная графика достаточно трудоемкая дисциплина, большая часть времени при объяснении материала на лекционных и практических занятиях затрачивается на выполнения чертежей. Субъективное представление о выполнении чертежа приводит к тому, что, несмотря на общепринятые приемы черчения, каждый из студентов представляет свой вариант решения задач, в результате чего возникают разночтения в чертежах. В связи с этим возникла необходимость в упорядочении содержания решения графических задач по дисциплине на занятиях с использованием рабочей тетради, которую можно рассматривать как учебное пособие, способное облегчить процесс усвоения материала и помочь студенту наиболее рационально использовать свое рабочее время, и тем самым сделать работу более продуктивной. Содержание и структура тетради, которая содержит теоретический (рис. 1) и практический (рис. 2) материалы, формируются на основе рабочей программы дисциплины и календарного плана учебных занятий [4]. Теоретический курс рабочей тетради по инженерной графике составлен на основе мультимедийных лекций, которые дополняют учебный комплекс.
а)
б) 
Рис. 1. Фрагменты: а – страницы теоретического цикла рабочей тетради; б – мультимедийной лекции
Практические занятия, как и лекционные, сопровождаются мультимедийной демонстрацией пошагового изложения решения задач.
а)
б) 
Рис. 2. Фрагменты: а – страницы практического цикла рабочей тетради; б – мультимедийного практического занятия
Рабочая тетрадь определяет содержание, объем и уровень усвоения изучаемой темы, задает требования к уровню практических умений и навыков, а также теоретических знаний студента, включает методические рекомендации и указания по рациональной технологии освоения материала, сопровождается большим количеством чертежей-заготовок для совместного решения задач.
Использование рабочей тетради в процессе обучения дисциплины «Начертательная геометрия и инженерная графика» дает ряд преимуществ, как студенту, так и преподавателю: во-первых, позволяет существенно ускорить процесс объяснения материала; во-вторых, с помощью тетради можно определить степень завершенности работы и оценить уровень понимания изложенного материала. Использование тетради позволяет концентрировать внимание слушателя на главном и существенном, отсекая все ненужное и второстепенное, позволяя выявить условия правильного выполнения задания и проконтролировать степень усвоения темы. Тетрадь позволяет экономить время при решении задач, т.к. в ней представлены печатные основы, которые существенно снижают механическую часть работы. Рабочая тетрадь содержит особую мотивацию обучения, и, по сути, является образовательным опытом развития учащегося. Всем своим конструированием, заданиями и вопросами, она направлена на «соавторство» и «сотворчество». На смену заучиванию и репродукции приходит самостоятельное добывание знаний. Все эти особенности рабочей тетради позволяют повысить эффективность учебного процесса. Актуальность ее использования заключается в оптимальном сочетании содержания информационной подготовки студента с возможностью выявить направление движения формирования мыслительной деятельности.
Прежде, чем приступить к изучению теоретического курса по инженерной графике в специализированной аудитории, студенты проходят психологическое тестирование, которое способно скорректировать деятельность студентов путем комплектации подгрупп студентов по параметрам Модели обучающегося.
Выделяются некоторые параметры Модели обучающегося [5].
1. Параметр «Тип мышления». По типу мышления выделяются – вербальное мышление и техническое мышление, с тенденцией обоих типов к практической деятельности или к теоретизированию. Наличие вербального типа мышления характеризует направленность обучаемого на освоение гуманитарных специальностей. Технический тип мышления характеризует направленность обучаемого на освоение технических специальностей.
Студенты с выраженной тенденцией к практической деятельности воспринимают информацию буквально, в привязке к частному случаю, затрудняются выделить существенные признаки, абстрагироваться от несущественных. Гораздо успешнее такие студенты на практических занятиях и в усвоении тех предметов, где требуется усвоение фактического материала.
Студенты с выраженной тенденцией к теоретизированию легко усваивают теоретические моменты учебных дисциплин, умеют не задерживаться на частностях, давать обобщенный анализ. Вместе с тем, они трудно, неполно запечатлевают конкретные факты, хуже ориентируются в практических делах. Обучаемые этого типа легко усваивают новый учебный материал, но преподавателю необходимо следить, чтобы в процессе обучения им не было скучно.
2. Параметр «Тревожность».
Тревожность – один из основных параметров индивидуальных различий, это результат взаимодействия личности и ее окружения.
Людям с низким уровнем тревожности свойственны такие качества как сдержанность, расслабленность, излишняя беспечность, маловозмутимость, неторопливость. Они не склонны к поспешным решениям и быстрой смене настроений, уравновешены, уверены в себе и в своих способностях, независимы. Могут хорошо переносить однообразную, кропотливую работу.
Люди со средним уровнем тревожности (оптимальный уровень) контактны, активны, особенно, если заняты интересной работой, имеют потребность в смене впечатлений, дел, занятий, так как это повышает их тонус и активность, уверены в себе, общительны. Им свойственен гибкий ум, умение быстро «схватывать», легко переключать свои интересы и внимание на что-нибудь другое.
Люди с высоким уровнем тревожности отличаются застенчивостью, явно или умело скрываемой нерешительностью, настороженностью, повышенным самоконтролем за поведением, словами, поступками, беспокойством, постоянными сомнениями, колебаниями в процессе принятия решений, зависимостью.
Высокая тревожность предполагает склонность к появлению состояния тревоги у человека в ситуациях оценки его компетентности, его уровня знаний. В этом случае следует снизить субъективную значимость ситуации, повышенное беспокойство за результат выполнения поставленной задачи и перенести акцент на осмысление деятельности, включенность в деятельность, формирование чувства уверенности в успехе. Низкая тревожность, наоборот, требует повышения внимания к мотивам деятельности и повышения чувства ответственности.
Введение комплекса психодиагностических методик, выявляющих некоторые аспекты важнейших для процесса обучения характеристик мышления, мотивации и тревожности позволяет использовать в компьютеризированной лекционной аудитории с обратной связью персональные сообщения студентам, корректирующие их познавательную деятельность на глубоком индивидуальном уровне. Обратная связь – это активное взаимодействие преподавателя и студента в процессе лекции. Студенты могут влиять на проведение лекции с помощью интерактивных вопросов, задаваемых преподавателю, могут регулировать темп чтения лекции путем сообщения преподавателю в электронном варианте. В свою очередь, преподаватель может не только проводить опрос в форме тестирования, но и получать оперативную информацию, описывающую поэтапное освоение материала с показом процентного соотношения студентов, успешно разобравшихся и не усвоивших предлагаемый материал. Это особенно важно для трудно воспринимаемых курсов, таких, как инженерная графика.
Наряду с тематическими тестами по инженерной графике и персональными сообщениями преподавателя разработаны также персональные сообщения студентам, в зависимости от функциональной нагрузки педагогического процесса. Это позволяет не только индивидуализировать процесс обучения, но и нейтрализовать нежелательный фактор обезличивания педагогического процесса, а также сделать общение более эффективным, живым и рассчитанным на возрастные особенности слушателя.
Для большей эффективности и включенности студента в процесс обучения разработана методика диагностики функционального состояния студентов, которая, при использовании в лекционной аудитории с обратной связью, позволяет оперативно (1–2 минуты) автоматически определять и оптимизировать текущее состояние студентов и ориентировать преподавателя на оптимальный способ передачи знаний на лекции [2, 3].
Комплекс специализированная аудитория – рабочая тетрадь позволяет работать в рамках образовательной технологии, который предполагает достижение фиксированного результата обучения. Это означает, что студент всегда видит, каких результатов он достиг по той или иной теме и каких результатов ждет от него преподаватель, что, несомненно, влияет на взаимоотношения «студент – преподаватель».
Аудитория позволяет фиксировать присутствующих («карта рассадки студентов» – фигурка студента в схематичном виде появляется на мониторе преподавателя в соответствии с тем местом в аудитории, где студент сидит), наблюдать процесс тестовых ответов, а использование рабочей тетради интенсифицировать изложение материала без потери объема и качества.
Новая образовательная технология позволяет преподавателю эффективно работать с «отстающими» студентами. Если у студента возникают проблемы с обучением в силу его индивидуальных особенностей, то система автоматического психологического, социологического и логического сопровождения так индивидуализирует учебный курс для этого студента, что недостающие стороны его познавательной деятельности компенсируются более развитыми. Практически любой студент в автоматизированной аудитории успешно обучается и справляется с поставленными задачами.
Образовательные технологии четвертого поколения в аудиториях с обратной связью с использованием рабочих тетрадей позволяют преподавателю расширить свой курс, сделать его более качественным и эффективным, появляется возможность реализации перспективных методов обучения. Как показала практика, применение в процессе обучения данной образовательной технологии способствует более продуктивному усвоению специальных терминов и понятий, приобретению практических умений и навыков, формированию у обучающихся умений и навыков самоконтроля, развитию пространственного мышления, даёт возможность преподавателю постоянно контролировать процесс обучения и уровень усвоения материала. Уникальное сочетание технических возможностей и наукоемких технологий позволило создать образовательный комплекс, направленный на оптимизацию образовательного процесса, открыло возможности комплексного подхода к образовательному процессу и способствует интеграции опыта и знаний для разработки целостной системы совершенствования процесса обучения, направленного на индивидуализацию и качество образования.
Рецензенты:
Килин Виктор Андреевич, д-р физ.-мат. наук, профессор междисциплинарной кафедры Института международного образования и языковой коммуникации Национального исследовательского Томского политехнического университета, г. Томск.
Стародубцев Вячеслав Алексеевич, д-р пед. наук, профессор кафедры инженерной педагогики Института развития стратегического партнерства и компетенций Национального исследовательского Томского политехнического университета, г. Томск.