Информационно-коммуникационные технологии в обучении инженерной графике

Многое изменилось в системе профессионального образования за последние десятилетия. Значительно возросли требования к уровню и качеству подготовки выпускников. Появилась потребность в новых методологических подходах при организации учебных занятий.

В сложившихся условиях традиционная система изучения инженерной графики не может оставаться неизменной, т. е. для осознанного выполнения чертежей недостаточно действий по алгоритму. Необходимо организовать учебный процесс так, чтобы студент с интересом, активно и с увлечением работал на учебном занятии, видел результаты своих трудов и мог их оценивать. С целью оптимизации и повышения эффективности процесса обучения инженерной графике следует применять такие средства и методы, которые научат студента работать с информационными ресурсами, накапливать информацию, производить ее анализ, синтез и передачу с целью получения новых знаний. В решении этих задач помогут информационно-коммуникационные технологии.

Коммуникация – это тип активного взаимодействия между объектами, предполагающий информационный обмен [1]. Соответственно, к информационно-коммуникационным средствам при изучении инженерной графики относят всё, что позволяет произвести взаимообмен информацией: учебники, справочники, компьютеры. Такие средства коммуникации как электронная почта, глобальная, региональная и локальная сети представляют достаточно широкие возможности для обучения.

Коммуникационные средства обучения дополняют методы. Их применение насыщает учебный процесс динамичностью, зрелищностью, повышает интерес к изучаемой дисциплине [2].

Так, при изучении темы «Методы проецирования» преподаватель применяет информационно-развивающий метод – объяснение. Излагаемую по теме информацию подкрепляет меловыми чертежами параллельного и центрального проецирования, демонстрацией модели трехгранного угла.

Актуализацию знаний с минимальной затратой учебного времени возможно провести с применением сервиса Kahoot.

Kahoot – приложение для образовательных проектов. С его помощью можно создать тест, опрос, учебную игру или устроить марафон знаний. Приложение работает как в настольной версии, так и на смартфонах.

Для участия в тестировании студенты должны открыть сервис и ввести PIN-код, который генерируется он-лайн и транслируется на экран (рис. 1).

Рисунок. 1. Пин-код, транслируемый на экран в Kahoot

Созданные в Kahoot задания можно сопровождать фотографиями, видеофрагментами. Время на выполнение задания регулируют в настройках путем выбора для каждого вопроса (рис. 2).

Рисунок. 2. Пример задания в Kahoot, сопровождающийся изображением

В настройках предусмотрены баллы за правильные ответы и за скорость, которые отображаются на мониторе компьютера преподавателя (рис. 3).

Студенту удобно на своем устройстве выбирать ответ.

Рисунок. 3. Результат ответа, транслируемый на экран

Активизировать познавательную активность студентов и отработку навыка черчения удобно с помощью вывода задания на экран через проектор. Например: выбрать верный способ построения сопряжения детали (рис. 4 – а, б).

                         (а) деталь                          (б) приемы построения сопряжений

Рисунок. 4. Образец задания (а), которое следует выполнить студентам в рабочей тетради, опираясь на примеры выполнения (б)

При изучении темы «Построение аксонометрических проекций» наиболее приемлемым информационно-развивающим методом является беседа. В процессе беседы преподаватель, актуализируя знания студентов по ранее изученной теме, применяя динамичные презентации, созданные в программе Microsoft PowerPoint, подводит их к усвоению новых знаний, создает алгоритм построения аксонометрической проекции (рис. 5 – а, б, в, г).

(а)                                                           (б)

(в)                                                        (г)

Рисунок. 5. Алгоритм построения детали в аксонометрических проекциях

Применение Kahoot, Microsoft PowerPoint позволяет:

• сделать учебное занятие более интересным, наглядным;
• вовлечь обучающихся в активную познавательную и исследовательскую деятельность;
• стремиться реализовывать себя, проявлять свои возможности.

При подготовке домашнего задания студенты самостоятельно создают презентации. Возникает необходимость обратиться к источникам информации: учебнику, справочнику, энциклопедии, интернет-сайту. Это, в свою очередь, развивает умение работать с печатными и электронными источниками информации.

Инженерная графика является дисциплиной общепрофессионального цикла и призвана не только научить чертить, но и работать с техническими справочниками, ГОСТами, применять полученную информацию при выполнении чертежей. Так при вычерчивании зубчатой передачи, студентам следует рассчитать по формулам шестерню и колесо в соответствии с заданным модулем и числом зубьев.

При изучении темы «Резьбовые соединения», студенты по ГОСТу из технических справочников подбирают резьбовые изделия в соответствии с диаметром резьбы, учатся читать чертежи, содержащие метрические и дюймовые резьбы.

Изучение темы «Схемы» предполагает работу студентов с условными обозначениями, применяемыми в различных видах и типах схем, выполнение схемы в соответствии с ГОСТ.

Как информационно-коммуникационное средство для освоения инженерной графики большое значение имеют листы рабочей тетради. Семиотико-семантические листы рабочей тетради можно применять при актуализации знаний, отработке навыков черчения, при контроле знаний и  выполнении домашних заданий (рис. 6).

Наложите кальку на представленные проекции, выполните фронтальный разрез

Рисунок. 6. Образец листа рабочей тетради

Внеаудиторную самостоятельную работу удобно организовать в LearningApps. Конструктор интерактивных заданий LearningApps позволяет осуществить дифференцированный подход, реализовать студенту свой собственный потенциал в соответствии с выбранным темпом развития (рис. 7). Еще одна особенность LearningApps – с помощью интерактивных модулей (упражнений) появилась возможность обмена сообщениями преподавателя со студентом. В LearningApps.org результаты выполнения заданий отражаются в аккаунте преподавателя (рис. 8).

Рисунок. 7. Образец задания в LearningApps

Рисунок. 8. Статистика выполнения заданий в LearningApps, представленная в аккаунте преподавателя

Использование сервера LearningApps.org. помогает:

• делать самостоятельную работу более наглядной и  интенсивной;
• выполнить упражнения максимально быстро;
• привлекать пассивных студентов к активной деятельности;
• повышает мотивацию студентов к занятиям;
• активизировать познавательный интерес студентов;
• реализовывать личностно-ориентированный и дифференцированный подходы в  обучении;
• активизировать мыслительные процессы (анализ, синтез, сравнение и др.).

По окончании изучения каждого раздела программы инженерной графики преподаватель организует контроль знаний. Часто возникает вопрос, как проверить значительный объем учебного материала с минимальными затратами учебного времени? В решении этого вопроса поможет КТС (контрольно-тестовая система). КТС представляет собой конструктор тестов с последующим их использованием средствами программы. Программа позволяет создавать любое количество тестовых заданий, где ответы могут быть выбраны из предложенных вариантов или введены с клавиатуры. Как вопросы, так и ответы могут быть представлены картинками, чертежами, что делает их более наглядными (рис. 9).

Рисунок. 9. Задание с выбором верного ответа, сформированное в KTC

Достоинствами программы КТС являются:

• значительная экономия времени на учебном занятии;
• возможность студентами выбора вопроса с последующим возвратом к неотвеченным;
• осуществление дифференциации в соответствии с индивидуальным темпом работы студентов;
• возможность увидеть оценку, выведенную на экран, по результатам выполнения тестовых заданий;
• экономия времени преподавателя на проверку выполненных тестовых заданий:
• возможность просмотра статистики выполнения каждого задания студентами.

Формированию информационно-коммуникативных компетенций помогает программная оболочка КОМПАС. Знакомство с КОМПАС логично начинать после того, как освоены приемы работы «в карандаше», становятся понятны требования ЕСКД (Единой Системы Конструкторской Документации). Компас позволяет значительно сократить время на выполнение чертежей, при необходимости, безболезненно вносить изменения, исправлять ошибки (рис. 10).

Следует отметить ряд достоинств КОМПАС:

• система очень легка в освоении;
• представляет собой «электронный кульман»;
• система имеет большое количество библиотек элементов стандартизированных по ГОСТ;
• удобство оформления практически любых чертежей в соответствии с нормами, установленных ЕСКД;
• имеется встроенный модуль для создания электрических цепей;
• система обладает широкими возможностями для параметризации объектов;
• наличие превосходно продуманного 2D модуля для черчения;
• несложный для обучения и довольно удобный интерфейс.

Рисунок. 10. Чертеж детали, выполненный в КОМПАС

Информационно-коммуникационные технологии могут быть функциональными компонентами других видов технологий, применяемых при обучении инженерной графике, повышать их эффективность.