Формирование геометро-графического образования в техническом университете

 
 
 
 
В.Н. Гузненков 
 
 
 
 
 
Формирование геометро-графического 
образования в техническом университете 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 
Г93 
 
УДК 378  
ББК 74.5 
         Г93 
 
 
 
 
Рецензенты  
доктор педагогических наук, профессор А.Л. Галиновский, 
доктор технических наук, профессор Г.С. Иванов 
 
 
Гузненков, 
В.Н. 
Формирование 
геометро-графического 
образования в техническом университете. — Москва : Издательство МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2014. — 224 с. 
 
ISBN 978-5-7038-4039-9 
 
Представлен перспективный 
взгляд 
на 
развитие геометрографического образования в техническом университете. Рассмотрены 
современные подходы и опыт формирования структуры и содержания 
геометро-графического 
образования. 
Описана 
экспериментальная 
реализация основных положений. 
Для преподавателей технических вузов, научных работников высшей школы, исследующих и применяющих современные образовательные технологии. 
                                                    УДК 378 
                                                                                               ББК 74.5 
 
 
 
 
 
 
 
  
 
 
                                                                               © МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2014. 
                                                                               © Оформление. Издательство  
ISBN 978-5-7038-4039-9                                     МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2014. 
 
 

 
ВВЕДЕНИЕ 
Современные потребности устойчивого сбалансированного и 
социально-ориентированного развития Российского высшего 
технического образования ставят перед педагогической наукой 
задачу определить источники этого развития: движущие силы и 
механизмы, способные эти источники привести в действие. 
Остроту названной потребности придают развивающиеся процессы информатизации и интеграции практически всех сфер деятельности, обусловливая новые требования к профессиональной 
подготовке будущего специалиста (бакалавра, магистра). Обществу 
необходимы 
высококвалифицированные, 
компетентные, 
творчески мыслящие специалисты, способные гибко перестраивать направление и содержание своей деятельности в соответствии с изменяющимися требованиями рынка. А формирование 
современной 
профессиональной 
компетентности 
становится 
одной из основных функций всего процесса подготовки будущих 
технических специалистов. Высшее техническое образование 
должно соответствовать современному уровню развития науки, 
техники, технологии, культуры, тенденциям усиления взаимосвязи наук, их интеграции с производственными процессами, отвечать новым социальным требованиям, предъявляемым к подготовке специалистов высшего звена. Это требует дальнейшего 
совершенствования традиционной структуры и содержания 
образования и повышения качества образовательного процесса в 
высшей профессиональной школе. Здесь особую важность приобретает модернизация системы высшего профессионального 
технического образования, которая требует поиска новых организационных, методологических и методических средств организации учебного процесса и разработки новых подходов к организации учебно-познавательной деятельности студентов. 
Одним из таких средств является реализация принципа системной интеграции, обеспечивающего систематизацию, обобщение и «уплотнение» знаний. Это способствует повышению научного уровня знаний будущего специалиста, развитию его теоретического мышления и умения использовать знания из различных 
научных  областей  при  решении  профессиональных  задач. 
 
3 

Принцип системной интеграции работает в двух вариантах: 
средство обучения – возможность объединения знаний по разным 
дисциплинам и цель обучения – построение целостной картины 
мира у студентов. 
Актуальность поставленной проблемы подтверждается на государственно-правовом уровне – важность подготовки конкурентоспособного, профессионально мобильного специалиста отражена в Стратегии инновационного развития Российской Федерации 
на период до 2020 года [144] и в Федеральном Законе «Об образовании в Российской Федерации» [151]. 
Более того, введение уровневого высшего профессионального 
образования является важным элементом комплексного преобразования сферы высшего образования. Принятие федеральных 
государственных образовательных стандартов высшего профессионального образования (ФГОС ВПО) третьего поколения, 
реализующих компетентностную парадигму в образовании, 
позволяет учесть возросшие требования к адаптированности и 
профессиональным компетенциям специалистов. От образования 
сегодня ожидают результатов, характеризующих качественное 
формирование компетентностей обучающихся. С одной стороны, 
это включает получение организованных и систематизированных 
знаний, умений и навыков (в соответствии с направлениями 
профессиональной подготовки), а с другой – развитие у обучающихся особых интеллектуальных качеств – способности широкого 
переноса знаний на новые дисциплины. Интеграция наук в разнообразных формах имеет важное значение для формирования 
профессиональных компетентностей (личностная, интегративная, 
формируемая характеристика способности и готовности будущего 
выпускника успешно применять знания, умения, опыт и личностные качества в стандартных и изменяющихся ситуациях профессиональной деятельности). 
Системная интеграция имеет принципиальное значение для 
развития научных основ педагогики и для практической деятельности преподавателей. Она связана с отбором и структурированием содержания образования, выделением структурных элементов 
содержания образования и определением системообразующих 
связей между ними. 
Особое место в разрешении этой проблемы занимают учебные 
дисциплины,  предназначенные,  по  своей  сути,  обеспечивать 
 
4

системные связи высшего технического образования. К ним 
относится инженерная графика, обеспечивающая преподавание 
целого ряда общеинженерных и специальных учебных дисциплин 
в техническом образовании. Инженерная графика, как комплексная дисциплина, включающая в себя начертательную геометрию, 
инженерную и компьютерную графику, а также другие разделы 
инженерной геометрии, определяет освоение теоретических основ 
компьютерной геометрии и графики и является базой для геометро-графической подготовки специалистов в техническом университете. 
В современных условиях значимость геометро-графической 
подготовки существенно увеличивается. Овладение методами 
геометрического моделирования явлений, объектов и процессов 
способствует развитию образного и рационального мышления. 
Следующая группа проблем обусловлена повышением требований к характеру и качеству профессиональной подготовки 
специалистов, вследствие возрастания скорости информационных 
процессов, 
сопровождающихся 
изменениями 
в 
социальноэкономическом, техническом и культурном развитии общества. 
Эти проблемы выражаются в появлении новых теоретических и 
практических задач, отличающихся системным характером, 
нестандартностью, глобальностью возможных последствий. Эти 
задачи не имеют простых и стандартных решений. Они требуют 
существенного изменения характера всей профессиональной 
деятельности будущих специалистов, обусловливают необходимость подготовки специалистов (бакалавров, магистров), способных мыслить творчески, строить модели, структурировать инварианты знаний. Подчеркнем, что и в этом случае геометрографические модели с возможностью визуализации на практике 
более эффективны, чем чисто аналитические модели. Динамика 
жизни требует освоения методов творчества в короткие сроки. В 
настоящее время активно ведутся работы по созданию современной модели специалиста и по реализации этой модели на практике. Все это свидетельствует об актуальности представленного 
исследования на методологическом и теоретико-педагогическом 
уровне. 
Следует отметить группу проблем, порожденных расширением направлений профессиональной деятельности, связанных с 
современным уровнем развития науки, техники и технологий. В 
 
5 

них ярко выражена интеграция естественно-научных, общественных, технических и специальных дисциплин, которая уже не 
позволяет использовать в процессе обучения имеющиеся методические наработки в готовом виде. В частности, учебник, который 
по-прежнему выступает как основа методического обеспечения и 
основной источник знаний, должен быть не только обучающим, 
но и развивающим, предлагая студенту на основе ранее усвоенных знаний формировать новые знания которые в дальнейшем, 
входили бы в интеллектуальный аппарат личности и применялись 
в процессе самостоятельной деятельности. Требуется разработка 
нового учебно-методического обеспечения уровня современного 
образования с возможно новой нетрадиционной организацией 
изучаемого материала (носители, формы изложения). 
Выявленные проблемы объективно порождены процессами, 
происходящими на современном этапе развития общества. Они 
отражаются не только на общей концепции формирования высшего профессионального образования, но и на стиле и характере 
преподавания любой учебной дисциплины. 
Необходимо также отметить сокращение объема аудиторных 
часов, отводимых на изучение курса инженерной графики, и 
увеличение удельного веса самостоятельной работы студентов в 
ФГОС ВПО. Существуют как объективные, так и субъективные 
причины: 
– мнение об инженерной графике как о дисциплине, обеспечивающей лишь курс черчения нередко дает основание считать 
постепенно снижающимся ее значение в области инженернотехнического образования, в связи с широким применением 
компьютерной графики в учебном процессе и инженерной практике; 
– начертательная геометрия могла бы стать обеспечивающей 
дисциплиной при изучении разделов по математическому моделированию объектов, процессов и явлений или ряда спецкурсов, 
но искусственный отрыв от смежных математических дисциплин 
лишает ее этой возможности; 
– представление, что графические методы решения задач, изучаемые в традиционном курсе начертательной геометрии, потеряли свое прикладное значение и в лучшем случае служат лишь для 
развития пространственного мышления студентов; 
 
6

– техническая замена чертежных инструментов (чрезмерное 
увлечение 
технологически 
информационной 
составляющей 
инженерной графики – компьютерной графикой)  не  способствует формированию геометро-графической культуры и творческой 
мысли современного специалиста, что отрицательно влияет и на 
студентов, у которых пропадает интерес к изучаемому предмету, 
порождает неумение объяснить свои действия. 
Приведенные выше суждения очевидно являются следствием 
парадоксальной ситуации – несмотря на обилие научных, методологических и методических исследований и публикаций по 
начертательной геометрии, в настоящее время нет общепринятой 
системы представлений о начертательной геометрии, как о разделе математики, являющейся базовой частью теории геометрического моделирования пространственных форм процессов и 
явлений различной структуры и различной размерности. В то же 
время создание таких представлений облегчается тем, что определенный круг геометрических понятий уже естественным образом 
и исторически сложился на практике. Более того, специалист, 
достаточно для своей профессии знающий и применяющий 
начертательную геометрию, наряду с такими понятиями, как 
проекция, прямая, плоскость, чертеж и др., владеет такими ключевыми понятиями теории геометрического моделирования как 
отображение, пространство, размерность, модель и др. Таким 
образом, освоение теории геометрического моделирования для 
формирования профессиональной компетентности у будущих 
специалистов нужно рассматривать не в узком смысле геометрографической подготовки, а как важный компонент образования. 
Глубокое овладение специалистом методами и средствами 
теории геометрического моделирования проявляется в умении 
строить полную цепочку жизненного цикла изделия, на каждом 
этапе которого реализуются геометрические модели. Технологии 
проектирования жизненного цикла изделий наиболее глубоко 
отражают суть системного характера обучения на основе теории 
геометрического моделирования, обеспечивающего естественные 
связи не только между общеинженерными дисциплинами, но и 
специальными дисциплинами, вплоть до дипломной работы. 
Традиционно сложившаяся система преподавания геометрографических дисциплин не учитывает особенностей современного 
этапа развития общества, характеризующегося интенсивной 
 
7 

разработкой новых идей, направлений, подходов во всех сферах 
человеческой деятельности и не переходит в полноценное геометро-графическое образование. Тем самым объясняется настоятельная необходимость в разработке современного подхода к обучению геометро-графическим дисциплинам. 
Теоретические основания профессионального образования отражены 
в 
работах: 
В.И. Байденко, 
Б.С. Гершунского, 
В.И. Загвязинского, И.А. Зимней, В.В. Краевского, В.С. Леднева, 
И.Я. Лернера, 
Г.В. Мухаметзяновой, 
А.М. Новикова, 
П.И. Пидкасистого, В.А. Сластенина и др. [5, 20, 21, 58, 64, 89, 92, 
93, 109, 110, 136]. 
Значительный вклад в разработку проблем высшей школы 
внесли: 
Ю.К. Бабанский, 
А.А. Вербицкий, 
Н.В. Кузьмина, 
Ю.Б. Рубин, Н.Ф. Талызина, И.Б.  Федоров, В.Д. Шадриков и 
др. [15, 73, 133, 142, 143, 146, 171]. 
Проблемы проектирования содержания профессионального 
образования 
рассмотрены 
в 
работах: 
В.П. Беспалько, 
Б.С. Гершунского, В.В. Давыдова, В.И. Загвязинского, Э.Ф. Зеер, 
А.А. Кирсанова, В.В. Краевского, И.Я. Лернера, Г.Н. Стайнова, 
Ю.Г. Татура и др. [7, 20, 53, 57, 61, 62, 89, 141, 148, 149]. 
В решение проблем теории и методологии профессиональной 
подготовки 
существенный 
вклад 
внесли 
исследователи: 
В.П. Беспалько, 
Л.П. Григоревская, 
А.А. Дорофеев, 
Г.А. Иващенко, 3.А. Решетова, В.А. Сластенин, Н.Ф. Талызина, 
В.Д. Шадриков, Е.И. Шангина и др. [7, 26, 56, 71, 130, 136, 146, 
158, 159, 171, 173]. 
Психологические аспекты высшего профессионального образования 
представлены 
трудами: 
Л.С. Выготского, 
П.Я. Гальперина, 
В.В. Давыдова, 
А.Н. Леонтьева, 
С.Л. Рубинштейна и др. [17, 22, 53, 61, 95]. 
Мониторинг образовательного процесса и управление качеством высшего образования рассмотрены в трудах: А.И. Байденко, 
В.П. Беспалько, 
А.А. Вербицкого, 
А.А. Добрякова, 
В.И. Звонникова, И.А. Зимней, В.А. Сластенина, В.Д. Шадрикова 
и др. [6, 7, 9, 10, 14, 15, 55, 60, 63, 139, 142]. 
Информатизация образовательной среды изучалась в исследованиях: 
А.С. Аджемова, 
С.В. Коршунова, 
П.К. Кузьмика, 
А.Н. Морозова, И.П. Норенкова, Р.К. Потаповой, Ю.Б. Рубина, 
А.К. Скуратова, Б.Я. Советова, В.А. Сухомлина, А.Н. Тихонова, 
 
8

И.Б. Федорова, Ю.Н. Филипповича, И.И. Халеевой и др. [77, 78, 
79, 87, 98, 112, 113, 121, 127, 142, 145, 153, 155]. 
Инновации 
в 
вузе 
стали 
предметом 
исследований 
Н.Г. Багдасарьян, 
Т.М. Давыденко, 
В.М. Жураковского, 
В.И. Загвязинского, 
Е.Ю. Игнатьевой, 
Т.А. Матвеевой, 
Н.И. Наумкина, А.М. Новикова, З.С. Сазоновой, Ю.Г. Татура, 
Н.П. Чурляевой, О.В. Шемет и др. [4, 57, 72, 80, 86, 96, 97, 102, 
103, 106, 109, 123, 134, 149, 170, 172, 174]. 
Проблемы компетентностного подхода отражены в публикациях: В.И. Байденко, И.А. Зимней, Ю.Г. Татура, А.В. Хуторского, 
В.Д. Шадрикова, и др. [6, 63, 149, 164, 165, 171]. 
Большое количество научных исследований посвящено проблемам оптимизации образовательного процесса в геометрографических 
дисциплинах 
высшей 
школы: 
В.А. Гервер, 
Г.Ф. Горшков, Г.С. Иванов, Ю.Ф. Катханова, Е.И. Корзинова, 
И.И. Котов, А.А. Павлова, М.В. Покровская, В.А. Рукавишников, 
Р.М. Сидорук, С.А. Фролов, Н.Ф. Четверухин, В.И. Якунин и 
др. [19, 23, 25, 65, 67, 69, 70, 74, 75, 81, 131, 162, 163, 168, 182]. 
В контексте данного исследования особое значение имеют 
проблемы 
интеграции 
образовательного 
процесса, 
которые 
отражены 
в 
работах 
Г.Ф. Горшкова, 
С.В. Коршунова, 
М.В. Покровской, З.С. Сазоновой, Р.М. Сидорука, Н.К. Чапаева, 
Е.И. Шангиной, В.И. Якунина [24, 88, 122, 134, 137, 138, 166, 173, 
180, 181]. 
Анализ и оценка исходных фактов привели к нас к определению основной концепции исследования: разработка методических 
основ 
формирования 
структуры 
и 
содержания 
геометрографического образования, суть которой заключается в совершенствовании процесса обучения геометро-графическим дисциплинам в техническом университете, как целостного процесса на базе 
системной интеграции с общеинженерными дисциплинами, 
обеспечивающего рациональное и эффективное профессиональное становление будущего специалиста, системообразующим 
фактором которого выступает визуально-образная геометрографическая модель, обеспечивающая формирование общеинженерных компетентностей у выпускников в условиях методологической, мировоззренческой и профессиональной направленности 
и акцентирования развития визуально-образного мышления, 
реализуемая через идеи: 
 
9 

– переноса акцента графического образования на формирование общеинженерных компетентностей, развитие визуальнообразного 
мышления 
студентов 
их 
творческой 
геометрографической деятельности в условиях информационного общества; 
– приоритетности и преемственности геометро-графического 
знания как фундаментального в развитии общеинженерного и 
специального компонентов высшего технического образования; 
– построения геометро-графического образования, позволяющего системно развивать фундаментальные знания и профессионально значимые умения по мере расширения познавательных 
возможностей и формирования общеинженерных компетентностей обучаемых; 
– гармоничной интеграции системных связей, освоения фундаментального базиса геометро-графического знания, прикладной 
составляющей как профессионально обусловленного норматива, а 
также обогащения личностного опыта обучаемого как источника 
собственного развития; 
– обобщения инновационного потенциала в структурировании 
содержания геометро-графического образования с целью создания 
условий для развития геометро-графической культуры. 
Таким образом, цель исследования: разработка теоретических 
основ процесса формирования структуры и содержания геометрографического образования в высшей технической школе и практическая реализация в условиях обеспечения системной интеграции геометро-графических, общеинженерных и профессиональных знаний. 
Объект исследования: образовательный процесс, а также общенаучная и профессиональная подготовка студентов технического университета в сфере геометро-графического образования. 
Предмет исследования: системный подход к формированию 
содержания геометро-графического образования, включающий 
научно-методическое обеспечение геометро-графического образования студентов технического университета. 
Гипотеза исследования основана на положении, что эффективная реализация процесса формирования структуры и содержания геометро-графического образования в техническом университете повысит качество образования при условии: 
 
10