249

го производства и менеджмент строительных [4]. В рамках образовательной программы на степень магистра немецким вузом разрабатывается в общей сложности в среднем порядка 35–50 модулей, примерно 10 % которых являются обязательными для изучения (Pflichtmodule), остальные модули являются выборными (Wahlpflichtmodule, Wahlmodule) [5]. Следующие специализации предлагаются в вузах Германии в рамках магистерского обучения инженерастроителя [4]: материаловедение, системы строительного производства и менеджмент строительных процессов, конструктивное высотное строительство, конструктивный строительный инжиниринг, конструктивное гидротехническое строительство, строительство туннелей и геотехника, транспортное дело, водоснабжение и канализация и т.д. В ФРГ существует два вида магистра: магистр «последовательный» (konsekutiv), строящийся на базе бакалавра и составляющий вместе с получением степени бакалавра 10 семестров обучения, и магистр, «направленный на повышение квалификации» (weiterbildend), не зависящий от степени бакалавра и предполагающий наличие опыта профессиональной деятельности.

Анализ немецкой системы обучения показывает, что студенты имеют широкие возможности выбора своей будущей специальности, так как делают его на старших курсах перед подготовкой бакалаврской работы. При этом, в отличие от российской системы образования, студенты не привязаны к конкретным студенческим группам и могут свободно сдавать те или иные предметы в учебном семестре. Более того, при поступлении в некоторые немецкие вузы предлагается пройти тестирование, определяющее правильность выбора специальности.

Обучение не лимитировано по времени, его продолжительность варьируется в зависимости от типа вуза и академической степени. Согласно рамочному закону о Высшей школе «стандартный период обучения» (Regelstudienzeit), в течение которого можно пройти полный учебный курс и получить степень бакалавра, рассчитан на 6 (в основном характерно для университетов) или 7 (для высших технических школ) семестров [6]. Для получения степени магистра стандартный период обучения рассчитан на 2–4 семестра. Учеба в университете связана с научно-исследовательской деятельностью, поэтому нередки случаи, когда студенты превышают сроки стандартного периода обучения.

Образовательная программа инженеров-строителей, как бакалавров, так и магистров, предполагает обучение либо полностью, либо частично на английском языке. Итоговая экзаменационная работа может также быть представлена на английском языке. Кроме того, вузы Германии широко практикуют одно- либо несколько-семестровое пребывание студентов за границей с целью изучения теоретических курсов либо приобретения практического опыта на международном уровне. Встречаются курсы обучения продолжительностью 8 и более семестров при отличных от очной формах обучения (заочной, дуальной).

121

elib.pstu.ru

Таким образом, немецкая система образования является личностно ориентированной и характеризуется компетентностной направленностью. Согласно немецкой системе образования студенту предоставляется возможность самостоятельного выбора схемы, продолжительности, языка обучения на основе достижения необходимого конечного результата. Можно отметить много общего в российской и немецкой системе подготовки инженеров-строителей. Например, распределение предметов по учебным семестрам, выделение учебных модулей в процессе обучения, наличие блока общеобразовательных дисциплин, контроль знаний на определенных этапах, прохождение практики, подготовка квалификационной работы. Однако существуют и различия. Российская система образования изначально ставит обучающегося в жесткие рамки учебного процесса, когда выбор будущей специальности осуществляется в самом начале обучения, отсутствует возможность выбора изучаемых дисциплин, студент «привязан» к конкретной группе обучающихся. Имеются различия в наполняемости учебных планов предметами. Так, российская система образования дает будущему инжене- ру-строителю широкие естественнонаучные и гуманитарные знания на начальном этапе обучения, тогда как немецкая система изначально ставит задачу – дать глубокие знания по техническим и специальным дисциплинам.

Несмотря на развитую сеть системы образовательных учреждений по подготовке инженеров-строителей в обеих странах ощущается нехватка квалифицированных кадров. Популярность технических специальностей падает, молодых специалистов не хватает, в то время как опытные техники и инженеры уходят на пенсию. Многих отпугивает то, что инженер должен иметь знания по таким «сложным» дисциплинам, как математика, физика, сопромат, теоретическая механика, а также нести ответственность за принятые технические решения. Даже начав обучение техническим специальностям, каждый четвертый студент в Германии не получает свой диплом.

Существующие предложения некоторых предприятий реформировать теоретические курсы и снизить требования к студентам вызывают резкие возражения со стороны строительного бизнес-сообщества. Главный союз немецкой строительной индустрии (HVDB) учредил специальный Союз компаний по аккредитации строительного образования. Цель – выявление тех германских вузов, которые предоставляют наиболее качественное образование. При этом ассоциация больше всего ценит не узких специалистов, а инженеров с фундаментальной подготовкой, способных к решению разнообразных задач в строительной области. Предъявляя высокие требования к подготовке инженерных кадров, в союзе строительной индустрии отмечают, что дело не в новых подходах к образованию, а в его содержании.

В России вопросы подготовки профессиональных кадров обсуждались в рамках деловой программы Международного строительного форума «Интерстройэкспо» (20 апреля 2012 г., Санкт-Петербург). Было отмечено, что 40 % на-

122

elib.pstu.ru

рушений в строительстве происходит из-за низкого уровня квалификации ин- женеров-строителей, поэтому необходимо разрабатывать обучающие программы, отражающие насущные потребности отрасли. Очевидно, что проблемы в образовании приводят к тому, что выпускники инженерных вузов не готовы к выполнению функций, которые традиционно относятся к сфере профессиональных компетенций инженера. Как отмечается в работе [5], сутью проблемы выступает «недостаточная направленность (не целевая, а структурная!) высшего инженерного образования на обучение действиям, знаниям, умениям и навыкам, методам перевода объектов, процессов и систем из одного состояния в другое, недостаточный прагматизм».

Проектирование новых образовательных программ по направлению «Строительство» в ПНИПУ на первом этапе свелось к перераспределению часов учебной нагрузки, увеличению часов на самостоятельную работу студентов, введению системы зачетных единиц. При общей тенденции к сокращению часов, отводимых на традиционные базовые дисциплины подготовки инжене- ров-строителей, требуется новый подход к организации учебного процесса, включающий как механизмы проектирования, реализации и оценки качества основных образовательных программ, так и создание инновационной образовательной среды в виде электронных учебно-методических комплексов дисциплин [1]. При значительном сокращении аудиторной нагрузки особую актуальность приобретают разнообразные формы интенсификации учебного процесса, создание новых (в контексте интеграции CAD/CAM/CAE/CE-систем) межкафедральных и междисциплинарных курсов [6–9], применение деятельностного, личностно ориентированного, модульного подходов к обучению [2], использование инновационных образовательных технологий, направленных на повышение познавательной активности студентов.

Поскольку глубокая модернизация образования в настоящих условиях вряд ли возможна, нужны компромиссные решения [5], постепенно реформирующие структуру типовых планов инженерной подготовки. Требуются значительные усилия и добрая воля всего педагогического сообщества, чтобы при реформировании высшего образования создать современную систему подготовки специалистов и сохранить то лучшее, что было сделано предшествующими поколениями.

Список литературы

1.Столбова И.Д., Дударь Е.С. Компетентностный формат обучения как инновационное качество образовательного процесса // Университетское управление: практика и анализ. – 2012. – № 1. – С. 75–79.

2.Соснин Н.В. Модульность в структуре содержания обучения в компетентностной модели высшего профессионального образования // Высшее обра-

зование сегодня. – 2009. – № 7. – С. 23–25.

123

elib.pstu.ru

3.Prüfungsordnung für den Bachelorstudiengang Bauingenieurwesen der Rheinisch-Westfälischen Technischen Hochschule Aachen vom 29.10.2012.

4.Prüfungsordnung für den Masterstudiengang Bauingenieurwesen an der Fakultät VI – Planen Bauen Umwelt – der Technischen Universität Berlin vom 17. Dezember 2008.

5.Горнов А.О., Касаткина Е.П. Проблемы и системные аспекты реализации компетентностного подхода в инженерном образовании // Проблемы качества графической подготовки в условиях перехода на образовательные стандарты нового поколения: материалы междунар. науч.-практ. интернет-конф. – Пермь: Изд-во Перм. гос. техн. ун-та, 2010 [Электронный ресурс]. – URL: http://dgng.pstu.ru/conf2010/ papers/73/

6.Вольхин К.А., Головнин А.А. Уточнение задач графического образования в условиях автоматизации проектных работ // Проблемы качества графической подготовки студентов в техническом вузе в условиях ФГОС ВПО: Материалы 2-ой междунар. науч.-практ. интернет-конференции. – URL: http://dgng. pstu.ru/conf2011/papers/15.

7.Инженерная 3D-компьютерная графика: монография / А.Л. Хейфец [и др.]; под ред. А.Л. Хейфеца. – Челябинск: Издательский центр ЮУрГУ, 2010. – 413 с.

8.Рукавишников В.А. Геометрографическая подготовка инженера // Обра-

зование в России. – 2008. – № 5. – С. 132–136.

9.Зеленовская Н.В., Ярошевич О.В. Дидактические принципы проектирования интегрированного курса инженерной компьютерной графики // Проблемы качества графической подготовки студентов в техническом вузе в условиях ФГОС ВПО: материалы 2-й междунар. науч.-практ. интернет-конф. [Электрон-

ный ресурс]. – URL: http://dgng.pstu.ru/conf2011/papers/37/

ОМЕТОДИКЕ ПРИМЕНЕНИЯ КОМПЬЮТЕРНЫХ ГРАФИЧЕСКИХ СИСТЕМ

ПРИ ОБУЧЕНИИ БАКАЛАВРОВ

В современных условиях учебные курсы, связанные с изучением графических дисциплин, являются одними из важнейших компетентностных составляющих инженерной подготовки выпускников технических вузов. По требованиям работодателей начинающие инженеры-проектировщики обязаны знать

124

elib.pstu.ru

ГОСТы, СНиПы, стандарты в сфере проектирования, порядок разработки и правила оформления проектно-технической документации, владеть методами проектирования и проведения технико-экономических расчетов, иметь навыки проектирования и разработки чертежей. Начинается такая подготовка в вузах с курсов «Начертательная геометрия», «Инженерная графика», которые используют современные информационные средства, и поэтому в последнее время сливается с такой дисциплиной, как «Компьютерная графика». Традиционный метод с применением чертежных инструментов уходит в прошлое, оставляя место эскизированию и выполнению 3D-моделей деталей и сборок с последующим выполнением 2D-рабочих чертежей и их доработкой по ГОСТу согласно ЕСКД и международных стандартов в CAD-системах. Любая CAD является прикладным пакетом, и для эффективного ее использования студентом нужно опираться на определенную базу знаний, умений и навыков. Если отталкиваться от того, что у 80 % студентов первого курса не было в школе предмета «Черчение» и около 2 % изучали CAD (по результатам исследования кафедры инженерной графики и дизайна с 2008 по 2012 гг.), то наша кафедра вынуждена давать эту базу знаний, умений и навыков, которую обучающиеся недополучили в школе. Поэтому для первого курса прикладной графической программой желательно оставить «Компас-3D». По учебным планам бакалавров студенты изучают пакеты прикладных программ Microsoft Office, которые идут последовательно по нарастающей сложности: после изучения программы Excel переходят к программе Access. Начинать с 1-го семестра изучение таких программ, как SolidWorks, AutoCAD и т.п., на первом курсе является трудозатратным.

Поскольку для первокурсников важна адаптация в 1-м семестре ко всем базовым дисциплинам, удельный вес трудозатрат на самостоятельную работу по графическим дисциплинам в настоящее время соразмерен с математикой, физикой, информатикой, химией. Поэтому освоение графических программ лучше начинать с более простого и быстрого в освоении программного продукта (например, «Компас-3D»), чтобы основной упор в обучении был направлен не на освоение программы, а на ее применение к конкретной дисциплине. При этом полученные умения и навыки позволят на следующих курсах быстро освоить более сложные графические программные продукты, которые могут различаться для выпускников разных направлений и профилей обучения подготовки бакаравров. Такой подход был ранее распространен на большинстве специальностей в нашем и других вузах и назывался «Компьютерная графика». Подобное распределение связано с изменением функций использования графических программных комплексов; зачастую курс преподавался на выпускающих кафедрах.

Степень бакалавра дает возможность продолжить обучение и, освоив специальные знания по выбранному направлению обучения, получить в дальнейшем степень магистра. Бакалавр должен иметь универсальные знания, которые

125

elib.pstu.ru

он может применить при последующем трудоустройстве или при продолжении обучения. Если выпускники будут ориентированы только на один программный продукт (пусть даже они будут знать его в совершенстве), то это ограничит их возможности при дальнейшем трудоустройстве или продолжении обучения.

Сравнивая два графических программных комплекса, однозначно можно сказать только то, что начинать обучение графических дисциплин в 1-м семестре лучше с использованием «Компас-3D», а SolidWorks начинать изучать со 2–3-го семестра. Так, в работе часто используется связка Solid/Компас: в SolidWorks создают 3D-модели, а затем делают 2D-чертежи по этим моделям в «Компас». Преимущества SolidWorks перед «Компас-3D» очевидны, но степень освоения его на 1 семестре вызывает опасения. SolidWorks в отличие от «Компас» умеет выполнять расчеты, что уже есть весомое преимущество. Он построен на базе ядра Parasolid (а не на своем собственном, как «Компас»), в этом случае шансы передать геометрию в сторонние пакеты без ошибок выше. На Parasolid основана работа таких мощных ПК как Unigraphics и Ansys, изучение которых расширяет профессиональные компетенции выпускников. У SolidWorks всегда была удобнейшая справочная система и обучающие примеры. Solid Works – это CAD более высокого уровня, чем «Компас», в том числе и за счет того, что многие элементы построения 3D-моделей упрощены и автоматизированы, но в то же время они не дают возможности студенту проявить знания и умения, полученные при изучении дисциплины «Инженерная графика». При этом «Компас-3D V13» вполне удовлетворяет инженеров-технологов, а в металлургии попрежнему работают в пакетах компании AutoDesk. В каждой CAD есть свои достоинства и недостатки. Каждая с годами становится все лучше. Есть примеры полного освоения «Компас» студентами от нуля за 1–1,5 месяца. Кроме того, «Компас» открывает почти все графические файлы. Последний «Компас-3D V13» приобрел новые интересные возможности, такие как, например, работа с поверхностями, ввод поверхности и кривых по массивам, в том числе из файлов, что облегчает работу со сложными поверхностями.

Основываясь на собственных методиках преподавания данных дисциплин, а также мнении председателей НМС по разным профилям направления «Металлургия» подготовки бакаравров НИТУ «МИСиС», делаем вывод, что для изучения графических дисциплин на первом курсе вполне удовлетворяет ПК (программный комплекс) «Компас-3D V13», с помощью которого студенты получают возможность строить 3D-модели пространственных форм и их пересечений, получить навыки выполнения 2D-чертежей по ЕСКД, а также навыки создания проектной документации.

Любой университет или вуз выпускает специалиста или бакалавра для работодателя, а не для себя. В настоящее время каждый работодатель работает на определенном программном продукте, и ему требуется специалист, который владеет именно им. Если студент во время обучения учится работать с различ-

126

elib.pstu.ru

ными программными продуктами, то он приобретает преимущество на рынке труда. На конференции «Сложные технические системы: развитие современных инженерных практик» ректор Московской школы управления «Сколково» А.Е. Волков высказал требования к компетенциям современного инженера:

1.Базовое понимание предметной области на пороговом уровне.

2.Способность к коммуникации и к кооперации, умение создавать единую конфигурацию инженерных решений на основе разных платформ, умение выбрать программный продукт, реализующий проектируемый объект под заданную стоимость (экономическая целесообразность).

3.Способность к самооценке и саморазвитию на протяжении всей жизни. Руководитель направления развития и оценки персонала ОМК И.А. Евсюко-

ва перечислила рабочие места бакалавра в системе ОМК (объединенной металлургической компании): мастер в ЛПК, сталеплавильные цеха, технолог и т.д. Для такой деятельности целесообразнее давать базовые знания, а затем адаптировать их в системе магистратуры. Инструментарии меняются гораздо быстрее, чем их успевают осваивать на рабочих местах. Обсуждался вопрос и работы на действующем оборудовании и ПО, так как заводы не спешат отказываться от уже сложившейся технологии, если это не приносит прибыли. Там же рассматривалась компетентность инженера, бакалавра или магистра как способность оценить недостаток своих знаний и способность достраивать их, используя встроенные библиотеки и справочники. Безусловно, у предприятий нет времени на доучивание своих сотрудников, но и учить множеству ПО у вузов нет времени.

Сошлемся также на высказывания проректора Самарского государственного аэрокосмического университета имени академика С.П. Королева (национального исследовательского университета) В.С. Кузьмичева, выступившего с докладом на тему «Комплексная подготовка специалистов аэрокосмического профиля на основе современных информационных технологий» на XVII международной конференции «Современное образование: содержание, технологии, качество», проходившей в ЛЭТИ: «Информатизация графической подготовки должна начинаться с «Компас» на первом курсе, затем SolidWorks, а затем и специализированные программы для технологов, проектантов (Autodesk Inventor, Unigraphics, Pro Engineering и т.д.). Такая системная проектно-компьютерная подготовка позволяет выпускникам инженерных профилей стать востребованными на рынке труда».

Немаловажным является и время освоения CAD-систем. В любом авторизированном центре предлагаются курсы, рассчитанные на 72 часа (2 зач. ед.), из них 36 ауд. часов (1 зач. ед) отдельно по 2D- и 3D-моделированию. У нас же для этого, в лучшем случае, отведено всего 17 ауд. часов (51 час общей трудоескости, 1,5 зач. ед.) в 1-м семестре. Опыт нашей кафедры при преподавании «Компьютерной графики» (в течение 15 лет) показывает, что для овладения

AutoCAD 2D, а затем Inventor 3D (САПР, конкурирующий с SolidWorks) требу-

127

elib.pstu.ru

ется не менее 4 зач. единиц (144 час общей трудоемкости в 3-м и 4-м семестрах). А учебные планы бакалавров очень ограничены во времени.

Наряду с вышесказанным следует отметить ряд проблем, которые ограничивают внедрение инновационных методик обучения бакалавров графическим дисциплинам:

•Недостаточное количество профессиональных кадров на всех кафедрах,

использующих «Компас-3D», SolidWorks, AutoCAD и т.д.

•Отсутствие достаточного числа методического сопровождения аудиторной

исамостоятельной работы студентов (создание тренажеров, симуляторов, тестов).

•Отсутствие профессионального системного обслуживания автоматизированных рабочих мест.

•Обеспечение мощной компьютерной техникой учебных аудиторий и мест для самостоятельной работы студентов. Модернизация учебных классов во многих вузах идет не чаще раз в пять лет, в то время как ПО надо переустанавливать каждый год.

•Отсутствие единой системы управления базами данных на кафедрах для сохранения и передачи информации по всем кафедрам, начиная с кафедры инженерной графики и дизайна и до выпускающей кафедры.

•Междисциплинарная связь в области инженерно-графической подготовки.

•Финансирование всех перечисленных проблем.

•Отсутствие скорости для решения всех поставленных задач.

•Отсутствие учебного времени, отведенного в учебных планах для освоения СAD-cистем высокого уровня (таких как SolidWorks и т.д. по запросам заказчиков выпускников).

Для достижения целей и задач кафедр, занимающихся инженернографической подготовкой бакалавров в системе уровневого образования, целесообразно:

•Провести техническое переоснащение кафедр, использующих 3D-моде- лирование с точным соблюдением требуемой для ПК конфигурацией.

•Создать единую систему управления компьютерной инженерной документацией, ее хранения и передачи данных.

•Обеспечить наличие коммуникационных технологий проведения консультаций и приема домашних заданий.

•Организовать междисциплинарную связь в рамках разработок УМКД по курсам, включающим тот или иной ПК, утвержденной в учебных планах для бакалавров.

•Обеспечить финансирование преподавателей – специалистов по 3D-мо- делированию в размере не менее, чем зарплата выпускников, владеющих такими технологиями.

128

elib.pstu.ru

•Создать авторизированные центры дополнительной подготовки кадров (повышения квалификации) по 2D- и 3D-моделированию в различных ПК на базе кафедр графической подготовки.

•Обеспечить компетенцию выпускников в копьютерной графической подготовке и отразить в документах выпускников наличие знаний и навыков по различным ПК (сертификация).

Очевидно, что многое упирается в финансирование кафедр инженернографических дисциплин, но, хотим мы этого или не хотим, сегодня уже невозможно достичь качества графической подготовки без применения современных компьютерных средств.

ОРГАНИЗАЦИЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ СТУДЕНТОВ ПО ГРАФИЧЕСКИМ ДИСЦИПЛИНАМ

Постановка проблемы. Реформирование системы высшего технического образования на Украине, целью которого является, безусловно, повышение его качества, повлекло за собой неоднозначные, по мнению авторов, изменения в качественном и количественном наборе читаемых курсов для студентов различных инженерных специальностей. В итоге выпускающие кафедры, а именно они формируют учебные планы, существенно уменьшили количество аудиторных часов, отводимых на изучение фундаментальных дисциплин, в том числе геометрографических. Так, например, для студентов специальности 0505 «Машиностроение и обработка материалов» из 108 часов, предназначенных для изучения дисциплины «Инженерная и компьютерная графика» в 1-м семестре, только 56 часов аудиторных, во 2-м семестре из 72 часов – всего 16 аудиторных. К сожалению, тенденция уменьшения количества аудиторных часов сохраняется. В то же время объем и тематика изучаемого материала постоянно увеличивается, дополняясь результатами современных научных исследований и

129

elib.pstu.ru

их практического внедрения, а следовательно, значительно возрастает часть учебного материала, который студенты должны освоить самостоятельно.

А если учесть, что у большинства студентов 1–2-го курсов практически отсутствуют навыки самостоятельной работы, возникает проблема в качественном усвоении студентами теоретического курса и овладении приемами решения практических задач.

Постановка задачи. Обеспечение соответствия уровня подготовки специалиста современным требованиям напрямую зависит от качества организации всего учебного процесса, в том числе ее неотъемлемой составляющей – организации самостоятельной работы студентов (СРС).

Поэтому была поставлена задача – разработать новые подходы к организации самостоятельной работы студентов при изучении геометрографических дисциплин в современных условиях реформирования высшего технического образования на основе реализации принципов:

–доступности набора учебно-организационных и методических материалов, необходимых студенту при изучении дисциплины;

–полноты информации, доставляемой преподавателем в ходе учебного процесса;

–обеспечения максимальной самостоятельности выполнения студентами индивидуальных расчетно-графических заданий, курсовых работ;

–объективности оценивания знаний студентов.

Доступность набора учебно-организационных и методических мате-

риалов. Реализуя этот принцип, авторы предложили обеспечивать студентов представленном в электронном варианте следующим набором учебно-методи- ческих материалов, структурированным по семестрам:

1.Аннотация дисциплины.

2.Учебная программа дисциплины.

3.Рабочая учебная программа дисциплины.

4.Рабочие планы.

5.Опорные конспекты лекций.

6.Вопросы к коллоквиумам.

7.Вопросы к экзаменам и зачетам.

8.Методические указания к практическим занятиям.

9.Методические указания к СРС и индивидуальной работе.

Такой подход позволил при минимальном количестве часов аудиторных занятий не снизить объем и качество изучаемого материала.

Полнота информации, доставляемой преподавателем в ходе учебного процесса. Реализация этого принципа осуществляется:

1. За счет предоставления студентам электронных учебников, учебных пособий, методических указаний и т.д.

130

elib.pstu.ru