Шляхи покращення графічної підготовки майбутніх інженерів нафтогазового профілю

Размещено на http://www.allbest.ru//

Размещено на http://www.allbest.ru//

Івано-Франківський національний технічний університет нафти і газу

Шляхи покращення графічної підготовки майбутніх інженерів нафтогазового профілю

В. А. Корнута,

кандидат технічних наук, доцент

У статті представлено сучасний стан та проблеми графічної підготовки студентів у технічних вищих навчальних закладах, зокрема нафтогазового профілю. Детально розглянуто навчальний процес з дисципліни "Нарисна геометрія, інженерна і комп'ютерна графіка", що є основою графічної підготовки студентів. Запропоновано практичні рекомендації щодо реорганізації традиційних форм навчальної роботи при викладанні дисципліни. Обґрунтовано необхідність постійного зв 'язку графічних та спеціальних фахових дисциплін для підготовки майбутніх інженерів.

Ключові слова: графічна підготовка, інженери, методика викладання, графічні дисципліни, самостійна робота, навчально-методичне забезпечення.

Постановка проблеми

Закон "Про вищу освіту", прийнятий у 2014 році, визначає шляхи реформування системи вищої освіти України, і, зокрема, технічної, відповідно до кращих світових тенденцій [1]. Це є особливо актуальним при підготовці фахівців саме нафтогазової галузі, оскільки зараз наша держава відчуває величезний дефіцит енергоносіїв. Україна протягом тривалого періоду не мала стратегічної програми національного енергетичного розвитку, що негативно відображалось на формуванні та реалізації не тільки її енергетичної, але й економічної політики. Бажання розширити національну паливно-енергетичну базу України і зменшити залежність від імпорту призводить до необхідності освоєння нових доступних родовищ нафти і газу. Подальше прагнення до збільшення видобутку вуглеводнів, підвищення ефективності їх використання, умови кризового екологічного стану в Україні вимагають застосування екологічно чистих технологій розвідки, буріння свердловин, видобутку, переробки, а також транспортування, зберігання та реалізації нафти, газу і нафтопродуктів. Реалізація цих проблем вимагає роботи висококваліфікованих фахівців нової формації, які відповідають сучасним вимогам. Тому покращенню якості підготовки інженерів саме нафтогазового профілю повинна сьогодні приділятись підвищена увага.

Однією із найважливіших складових професійної культури інженера є грунтовна графічна підготовка. Вона формує розуміння зображень на площині тривимірних об'єктів, розвиває просторову уяву, логічне мислення та графічну культуру. Без цих якостей важко собі уявити грамотних фахівців нафтогазової галузі, здатних проектувати сучасне обладнання та машини. Саме тому пошук шляхів покращення графічної підготовки у вищих навчальних закладах, зокрема нафтогазового профілю, є сьогодні надзвичайно актуальним.

Аналіз останніх досліджень і публікацій. На сучасному етапі розвитку педагогічної думки багато українських та зарубіжних учених досліджували питання ефективності графічної підготовки студентів:

О. М. Джеджула, М. М. Козяр, О. В. Конопля, М. М. Ожга, Г. О. Райковська, Л. Є. Шкіца, В. С. Моркун, П. Бакум, L. Halim, A. Despande [2-11] та багато інших. Так, Л. Є. Шкіца зауважує, що для покращення графічної підготовки значна увага повинна приділятись активізації самостійної роботи студентів [8: 10]. В. Моркун, З. Бакум наголошують, що одним із напрямів професійної підготовки інженера є фундаментальна підготовка, основне завдання якої полягає у формуванні проектно-конструкторської компетентності та всебічному розвитку студента як особистості, який прагне подальшого збагачення та зростання свого освітнього потенціалу [9: 111]. Аналіз праць цих науковців вказує на необхідність подальшого пошуку та впровадження ефективних прийомів викладання для покращення графічної підготовки майбутніх інженерів, зокрема нафтогазової галузі. Недостатня графічна підготовка абітурієнтів, значне скорочення кількості годин для вивчення курсів графічних дисциплін, збільшення годин на самостійну роботу, загальна перевантаженість студентів обумовлюють необхідність постійного пошуку методів і форм вдосконалення навчання. Це відноситься до викладання графічних дисциплін усім студентам технічного спрямування.

Отже, метою роботи є узагальнення існуючого досвіду, напрацювань та визначення напрямків вдосконалення та покращення графічної підготовки студентів технічних ВНЗ, зокрема, нафтогазового профілю.

Виклад основного матеріалу дослідження

Вимоги сьогодення змінили вимоги до сучасного інженера. Формування творчої особистості фахівця, придатної до саморозвитку, самоосвіти, інноваційної діяльності - основне завдання вищої освіти. Розв'язок цього завдання неможливий лише шляхом передачі знань в готовому вигляді від викладача до студента. Необхідно перетворити студента з пасивного споживача знань у фахівця, що вміє сформулювати проблему, проаналізувати шляхи її вирішення, знайти оптимальний результат та довести його правильність. Рішення цього завдання багато в чому залежить від змісту та технології навчання майбутніх інженерів, зокрема їхньої графічної підготовки. Графічна освіта займає чільне місце в підготовці майбутніх інженерів у сфері техніки, оскільки є базовою для вивчення багатьох фахових предметів під час навчання у ВНЗ. На початковій стадії навчання в інженерному ВНЗ, зокрема Івано-Франківському національному технічному університеті нафти і газу, графічна підготовка студентів здійснюється під час вивчення дисципліни "Нарисна геометрія, інженерна і комп'ютерна графіка", що складається з двох модулів "Нарисна геометрія" та "Інженерна і комп'ютерна графіка". Ця дисципліна викликає певні труднощі при вивченні з ряду об'єктивних причин. Передусім, для одних студентів важким є розвиток просторового мислення геометричними образами, що є необхідним для інженера. Це посилюється й прогалинами в шкільній освіті - недостатнім рівнем графічної підготовки в загальноосвітніх навчальних закладах. І зараз в деяких школах "Креслення" є дисципліною, необов'язковою до вивчення. Через це в учнів - майбутніх студентів ВНЗ - недостатньо розвивається здатність до геометричного просторового уявлення. Надолужувати це у ВНЗ досить складно, тим більше, що існує тенденція до скорочення навчальних годин на графічну підготовку у технічних вишах, навіть при підготовці фахівців конструкторського та механічного профілів. Крім того, при наборі студентів до ВНЗ на інженерно-технічні спеціальності абсолютно не враховується їх схильність до просторової геометричної уяви. Для багатьох першокурсників нарисна геометрія - це незвичайна дисципліна, на відміну від інших дисциплін, що вивчаються в технічному ВНЗ на молодших курсах, - математики, фізики, хімії. Ці дисципліни для них знайомі, вони просто продовжують їх вивчення. Нарисна геометрія вимагає ж, окрім отримання знань, розвитку певного просторового мислення, а також креслярських навичок.

Графічна підготовка у технічних ВНЗ викликає у багатьох труднощі і у зв'язку з тим, що методика вивчення багатьох розділів дисципліни ґрунтується на постійному індивідуальному виконанні студентами великого обсягу графічних робіт. Ще одним істотним чинником, що знижує якість графічної підготовки студентів в умовах дефіциту навчального часу, є трудомісткість дисципліни. Виконання креслеників - це праця. І тільки через виконання великої кількості креслеників можна осягнути дисципліну, розвинути як навички побудови проекційних зображень, так і їх читання. Ця особливість вивчення дисципліни безпосередньо пов'язана з кількістю годин, в тому числі аудиторних, що виділяються на її вивчення. Повинен залишатися якийсь мінімум навчальних годин на те, щоб студент міг за активної консультативної та іншої підтримки викладача освоювати побудови проекційних зображень, вивчати прийоми побудови зображень, розвиваючи свою просторову геометричну уяву, набувати креслярських навичок та ін. Крім того, варто виділяти навчальні години на регулярний контроль знань студентів на протязі семестру, особливо, якщо аудиторних годин не вистачає на виконання одержаних завдань, і студент отримує право завершувати їх у домашніх умовах. Виконання в домашніх умовах, як відомо, загрожує тим, що студент може піти шляхом несамостійної роботи над креслениками і приносити на перевірку роботи, виконані кимось іншим або скопійовані з готових. У цьому випадку своєчасний контроль дозволяє виявити таких студентів та вжити необхідних заходів.

Таким чином, для забезпечення прийнятної якості графічної підготовки студентів необхідно або створити всі умови для виконання ними графічних завдань в аудиторії в присутності викладача, або виділити в достатньому обсязі навчальні години на перевірку графічних робіт у позаурочний час і обов'язковий регулярний проміжний контроль знань протягом усього семестру, а також консультації.

Розглянемо детальніше навчальний процес із дисципліни "Нарисна геометрія, інженерна і комп'ютерна графіка", що є основою графічної підготовки студентів. Згідно робочих навчальних планів він реалізується в різних видах навчальної роботи: лекціях, практичних заняттях, лабораторних роботах та самостійній роботі студентів.

Лекція є основною формою навчання студентів теоретичним основам курсу, базою для їх подальшої навчально-пізнавальної діяльності. Відомо, що лекційний курс із цієї дисципліни супроводжується складними графічними побудовами, які вимагають певної логічної послідовності й чіткості виконання операцій алгоритмів розв'язання метричних і позиційних завдань. Тому виконання великої кількості креслень на дошці традиційним способом за допомогою крейди, лінійки та циркуля малоефективно. Нові практично необмежені можливості поліпшення якості подачі навчального матеріалу надають мультимедійні технології. На кафедрі інженерної та комп'ютерної графіки ІФНТУНГ розроблено мультимедійний курс лекцій на 36 годин з нарисної геометрії та 18 годин з інженерної і комп'ютерної графіки, що містить загалом більше 500 слайдів. При розробці ілюстрацій прагнули до оптимального поєднання наочності і слова. Тому мультимедійні лекції дозволяють передати студентам змістовну частину дисципліни в більш доступній, наочній формі з використанням тривимірних моделей, Flash- технологій, відеофрагментів, анімації та кольорових ефектів. Естетичне сприйняття лекційних матеріалів досягається використанням однакового шаблону оформлення слайдів. Крім того, поетапний (покроковий) розв'язок різних геометричних задач [12: 69], побудова креслеників із їх подальшим розвитком у процесі читання лекції сприяє кращому запам'ятовуванню навчального матеріалу, розвитку логіки і просторової уяви студентів (рис. 1). Такий підхід дуже ефективний для подачі матеріалу саме з графічних дисциплін.

Рис.1. Оформлення слайдів покрокового розв'язку задачі ”'Відстань від точки до площини”.

Кожна окремо взята лекція складається з набору слайдів, розроблених в програмі Microsoft Office PowerPoint. Слайди відібрані в певній послідовності відповідно до навчальних питань лекції та представляють собою необхідний ілюстративний матеріал у вигляді малюнків, креслеників, таблиць, схем. При необхідності, є можливість повернутися в будь-який розділ лекції для відповіді на питання, що виникли. Розроблені мультимедійні лекції застосовуються в двох варіантах: як сучасний дидактичний засіб на лекціях і як навчальний посібник для самостійного вивчення дисципліни студентами всіх форм навчання. Аналіз досвіду проведення лекцій традиційних і з використанням мультимедійних навчальних засобів засвідчив, що пізнавальна активність, обсяг і якість засвоєння студентами матеріалу в останньому випадку значно підвищується. Якщо в процесі читання лекцій виникає необхідність доповнення, пояснення будь-яких моментів, які не були враховані в підготовленому матеріалі, у викладача є можливість використання традиційної дошки та крейди.

Лекційний курс з "Нарисної геометрії, інженерної та комп'ютерної графіки" є теоретичною базою для проведення практичних занять. Практичні заняття призначені для формування у студентів навичок застосування теоретичних знань при розв'язку різноманітних геометричних задач. На кафедрі графіки використовуються три методи проведення практичних занять:

викладач розв'язує завдання біля дошки традиційним способом або пояснює послідовність розв'язку, не залучаючи для цієї мети студентів. У ході вирішення завдань студенти відповідають на поставлені теоретичні питання;

студенти вирішують завдання біля дошки, в основному в класичному стилі під керівництвом викладача за участю, при необхідності, інших студентів групи. Найбільш підготовлені студенти для цієї мети заздалегідь готують презентації в якості індивідуального завдання;

студенти вирішують завдання самостійно. Викладач, при необхідності, дає рекомендації щодо їх вирішення і відповідає на питання студентів. Потім проводиться спільне обговорення розв'язаних завдань.

Досвід викладання показує, що при проведенні будь-якого практичного заняття не можна використовувати тільки один із цих методів. Залежно від конкретного етапу заняття, викладач визначає доцільність застосування того чи іншого методу його проведення. Синхронність вирішення завдань викладачем і студентами досягається використанням роздаткових матеріалів або практикуму, що містить завдання до всіх практичних занять. При цьому навчальні питання кожного практичного заняття повинні відповідати матеріалу попередньої лекції. Кількість завдань у практикумі повинна бути більшою за той обсяг, що можна вирішити на практичних заняттях. Це дозволяє здійснювати індивідуальний підхід до навчання студентів із різною підготовкою.

Крім того, на практичних заняттях проводиться контроль глибини засвоєння лекційного матеріалу або самостійно вивчених навчальних питань. Для цієї мети використовується тестування всіх студентів навчальної групи одночасно загальною тривалістю не більше п'яти-десяти хвилин із використанням достатньої кількості варіантів завдань, що мають однозначні відповіді.

Інноваційні технології використовуються також при викладанні комп'ютерної графіки. Для вивчення комп'ютерної графіки в Івано-Франківському національному технічному університеті нафти і газу використовують графічний редактор КОМПАС компанії АСКОН. Цей редактор є не лише машинобудівельною системою, а й архітектурно-будівельною, а також придатний для виконання креслень нафтогазової галузі будь-якої складності. Методика проведення лабораторних робіт з комп'ютерної графіки передбачає: проведення комп'ютерного тестування у вигляді бліц-опитування перед початком кожного заняття; читання міні-лекцій із кожної нової теми з використанням мультимедійних презентацій; проведення комп'ютерного практикуму зі створення та редагування креслеників деталей. Для проведення лабораторних робіт розроблені методичні вказівки в паперовому та електронному варіантах. При вивченні комп'ютерної графіки у студентів можуть виникати труднощі при виконанні лабораторних робіт. На кафедрі інженерної та комп'ютерної графіки ІФНТУНГ з метою полегшення вивчення комп'ютерної графіки розроблені лабораторні роботи у вигляді відео-уроків [8]. Цілий відео курс складається з окремих фільмів-лабораторних робіт, кожен із них демонструє дії викладача з поясненнями та коментарями. Студенти можуть переглянути відео фільм, коли у них виникають питання щодо виконання роботи. Дані відео матеріали є вільними для копіювання студентами і можуть бути використані для самопідготовки. Крім того, використання машинної графіки в навчальному процесі дозволяє скоротити терміни виконання графічних робіт та підвищити якість графічної документації.

Велику роль в покращенні графічної підготовки студентів відіграє самостійна робота, обсяг годин якої дорівнює половині загального обсягу годин, виділених на предмет. Для успішної організації самостійної роботи обов'язково потрібне навчально-методичне забезпечення. З цією метою викладачами кафедри розроблені методичні матеріали, що дозволяють студентам самостійно вивчати і повторювати матеріал з урахуванням індивідуальних особливостей ступеня його засвоєння. Розроблені посібники [12] містять значну кількість ілюстративного матеріалу, який відрізняється наочністю демонстрації розв'язку геометричних задач і докладним покроковим описом алгоритмів їх вирішення. Це робить посібники цікавими і доступними, дозволяє студентам успішно вирішувати завдання за аналогією, а також застосовувати отримані знання для пошуку вирішення прикладних завдань конструкторського напряму. Доцільно зауважити, що самостійна робота формує самостійність не тільки як сукупність умінь і навичок, а й як рису характеру, що грає істотну роль у розвитку особистості, а це вельми актуально для сучасного професіонала. Для ефективної графічної підготовки студентів, враховуючи їх індивідуальні особливості характеру та індивідуальні здібності, можна використовувати різні види самостійної діяльності: робота з технічною літературою, довідниками, збірками стандартів, методичними посібниками (розділ інженерної графіки), рішення позиційних, метричних і конструктивних завдань за різними ступенями складності (розділ нарисної геометрії), участь у тестуванні. Також студенти можуть самостійно працювати в комп'ютерних графічних редакторах. Для того щоб навчити студентів самостійно планувати свою діяльність протягом семестру, викладач на першому занятті знайомить їх з календарним планом вивчення дисципліни, повідомляє кількість розрахунково-графічних робіт і терміни їх захисту. Це значно полегшує виконання самостійної та індивідуальної роботи, допомагає студентам визначати її обсяг та час, необхідний для виконання. Неодмінною умовою підвищення ефективності самостійної роботи студентів є контроль і своєчасна допомога викладача.

Для покращення графічної підготовки студентів хотілось би також підкреслити важливість реалізації безперервності графічної освіти, що дозволяє підготувати випускників ВНЗ до комплексного використання всіх дисциплін, що вивчаються, тобто інтеграції навчальних дисциплін усіх циклів у майбутній професійній діяльності. При використанні сучасних робочих навчальних планів підготовки бакалаврів утворилися значні перерви в практичному використанні одержаної графічної підготовки, що негативно впливає на виконання курсових проектів з графічною частиною при подальшому навчанні. Наприклад, для напряму бакалаврату "Нафтогазова справа" виконання графічних робіт передбачено лише на третьому курсі, тоді як вивчення дисципліни "Нарисна геометрія, інженерна і комп'ютерна графіка" завершується на першому. Під час такої перерви частково забуваються теоретичні знання та навички виконання графічних робіт. Розв'язок цієї проблеми лежить в площині використання міжпредметних зв'язків. Крім того, для підвищення зацікавленості студентів та підвищення "значущості" предмета в їх очах, програма графічних дисциплін повинна містити приклади практичного застосування теорії для розв'язку прикладних завдань. Це можливо, якщо класичні геометричні задачі наповнити технічним змістом, застосовуючи спеціальні терміни. Такі спроби наблизити вивчення предмета до майбутньої спеціальності дають можливість студенту, ще навчаючись на першому курсі, зрозуміти важливість графічної підготовки та необхідності ґрунтовного оволодіння нею. В подальшому всі одержані знання та навички будуть застосовані студентами при вивченні фахових дисциплін та виконанні курсового і дипломного проектування. Як наочний приклад можна навести розв'язок багатьох інженерних завдань з нафтогазової справи з використанням методів нарисної геометрії та інженерної графіки. Наприклад, визначення дійсної величини відстані між гірськими виробками, визначення відстані від центру заряду до пласта корисних копалин та ін. При вивченні окремих тем інженерної графіки (наприклад, кресленики складаних одиниць) майбутнім інженерам варто знайомитись з креслениками найпростішого нафтогазового обладнання.

Висновки

графічний дисципліна навчальний

Отже, в статті розглянуті нові підходи до вивчення дисципліни "Нарисна геометрія, інженерна і комп'ютерна графіка", що сприятимуть підвищенню рівня графічної підготовки випускників ВНЗ, зокрема нафтогазового профілю, та забезпечують формування професійно важливих якостей у майбутніх інженерів.

Список використаних джерел та літератури

Закон України "Про вищу освіту" № 1556-VII від 01.07.2014 р. / Верховна Рада України. - Офіц. вид. - К. : Парлам. вид-во, 2014. - 18 с. - (Бібліотека офіційних видань).

Джеджула О. М. Особливості створення інформаційно-технологічного середовища графічної підготовки студентів ВНЗ / О. М. Джеджула, Ю. Л. Хомяківський // Вісник Вінницького політехнічного інституту. - 2011. - № 4. - С. 187-191.

Джеджула О. М. Графічна культура як складова професійної компетентності майбутнього інженера / О. М. Джеджула, В. О. Ордіховський // Сучасні інформаційні технології та інноваційні методики навчання у підготовці фахівців : [зб. наук. праць]. - Вип. 21. - ДОВ "Вінниця". - 2009 - № 4. - С. 363-366.

Козяр М. М. Навчально-методичний комплекс графічної підготовки майбутніх фахівців машинобудівної галузі / М. М. Козяр // Науковий часопис НПУ імені М. П. Драгоманова. Серія 5. Педагогічні науки : реалії і перспективи : [зб. наук. праць]. - 2011. - Вип. 30. - С. 102-106.

Райковська Г. О. Наукові підходи та сучасний стан з графічної підготовки майбутніх фахівців у ВНЗ / Г. О. Райковська // Вісник Житомирського державного університету ім. І. Франка. - 2007. - № 35. - C. 109-114.

Конопля О. В. Проблеми та значення графічної підготовки майбутніх інженерів залізничного транспорту /

О. В. Конопля // Єдність навчання і наукових досліджень - головний принцип університету : [збірник наукових праць звітно-наукової конференції викладачів університету за 2012 рік , 9-10 лютого 2013 року]. - К. : Вид-во НПУ ім. М. Драгоманова, 2013. - С. 20-22.

Ожга М. М. Проблеми графічної підготовки майбутніх інженерів-педагогів у наукових дослідженнях / М. М. Ожга // Проблеми інженерно-педагогічної освіти : [збірник наук. праць] / Укр. інж.-пед. академія. - 2012. - Вип. 34-35. - С. 226-233.

Шкіца Л. Є. Організація самостійної роботи студентів із графічних дисциплін / [Шкіца Л. Є., Тарас І. П., Корнута О. В.] // Збірник наук. праць "Современные тенденции в науке и образовании" (27.02.201428.02.2014), Варшава. - 2014. - С. 10-11.

Моркун В. С. Проблеми формування проектно-конструкторської компетентності гірничого інженера в процесі графічної підготовки / [Моркун В. С., Бакум З. П., Цвіркун Л. О.] // Science and Education a New Dimension : Pedagogy and Psychology - II (8). - Issue : 16. - 2014. - C. 110-114.

Размещено на Allbest.ru