Формирования структуры исодержания геометро-графическогообразования в техническом вузе в условияхинтеграции с общеинженерными испециальными дисциплинами

На правах рукописи

ШАНГИНА ЕленаИгоревна

Методологическиеосновы формирования структуры исодержания геометро-графическогообразования в техническом вузе в условияхинтеграции с

общеинженерными испециальными дисциплинами

Специальность 13.00.08–

теория иметодика профессиональногообразования

А В Т О Р Е Ф Е Р А Т

диссертации насоискание учёной степени доктора

педагогическихнаук

Москва – 2010

Работа выполнена накафедре инженернойграфикиинженерно-экономического факультетаГОУ ВПО «Уральскийгосударственный горный университет»

и накафедре графикиавтомобильного факультета ГОУ ВПО

«Московскийгосударственный индустриальныйуниверситет»

Научныйконсультант:

Заслуженный работниквысшей школы РФ,

Заслуженный деятельнауки и техники РФ,

доктортехнических наук,профессор

ЯКУНИН ВячеславИванович

Официальныеоппоненты:

докторпедагогических наук, профессор

КАТХАНОВА ЮлияФедоровна

доктор педагогическихнаук, профессор

ЧЕКМАРЕВ АльбертАнатольевич

доктор педагогическихнаук, профессор

АНИСИМОВА ЛюдмилаНиколаевна

Ведущаяорганизация:

Московскийгосударственный университет пищевыхпроизводств

Защита состоится «___»____________2010г. в «___» часов назаседании диссертационного совета Д 212.154.03 при Московскомпедагогическом государственномуниверситетепо адресу: 119571, Москва, проспект Вернадского,д. 88, ауд. № 551.

С диссертацией можноознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО «Московский педагогический государственный университет» поадресу: 119992, Москва, МалаяПироговская, д. 1.

Автореферат разослан«___» _________________2010 г.

Ученый секретарь

диссертационногосовета К.В. Макарова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКАРАБОТЫ

Список сокращений,используемых в автореферате:

• ГГО –геометро-графическое образование;
• НГ –начертательная геометрия;
• ТГМ –теория геометрическогомоделирования;
• ФГОС – Федеральные государственныеобразовательные стандарты.

Актуальностьисследования. Современные потребности повышениякачества российского высшего техническогообразования ставят перед педагогическойнаукой задачу определить источники инаправления реформирования высшегопрофессионального образования. Ускоренно развивающиесяпроцессыинформатизации и интеграции различныхсфер деятельности, рост информационных потоков иинноваций в области производства иобразования обусловливают необходимостьпостоянного обновления знаний выпускникови повышения качества их подготовки.Динамичность общественногоразвития предполагает, что профессиональнаядеятельность человека не предопределенана весь период его профессиональной карьеры ипредусматривает необходимость процессапостоянного повышения своейпрофессиональной компетентности. Формированиесовременной профессиональнойкомпетентности становится одной изосновных функций всего процессаподготовки будущих инженеров. Все это вызываетнеобходимость дальнейшегосовершенствования содержания образованияи повышения качества образовательногопроцесса в высшей профессиональнойтехнической школе на основе интеграцииобразования, науки и производства.

Проблема интеграцииимеет принципиальное значение как дляразвития научных основ педагогики, так идля практической деятельностипреподавателей; она связана с проблемойотбора и структурирования содержанияобразования, узловыми вопросами которойявляются выделение структурных элементовсодержания образования и определениесистемообразующих связей между ними, чтоподтверждается сквозным значением этихвопросов в истории развитияпедагогических теорий, в процессестановления высшей профессиональнойшколы, а также тенденциями научныхисследований в педагогике на современномэтапе.

Одним из концептуальныхположений обновления содержания ВПО в XXIвеке становится компетентностный подход,применение которого ведет к новому видениюсамого содержания образования, его методови технологий. Одной из основных единицобновления содержания образованиявыступает понятие компетентности(интегративное свойство личности,обусловленное совокупностью качествличности студента – знаний, умений, навыков, опыта,способностей, ценностно-смысловыхориентаций, которые обеспечивают иусиливают его готовность к работе поспециальности), характеристика ее видов исостава.

Интеграция наук имеетпринципиальное значение как для процессаформирования профессиональнойкомпетентности будущих инженеров, так идля последующей профессиональнойдеятельности. Большинство студентовинженерных вузов пока не осознаютнеобходимости изученияобщепрофессиональных дисциплин, в числокоторых входят геометро-графическиедисциплины, и, прежде всего, начертательнаягеометрия и инженерная графика, являющиесябазой для геометро-графической подготовкиспециалистов в техническом вузе.Геометро-графические дисциплиныпредназначены, по самой своей сути,обеспечивать преподавание целого рядакурсов в техническом вузе, посколькуинтеллектуальная деятельность инженераобусловливает оперированиегеометро-графическими визуальнымиобразами. Существующие формы и методыпреподавания геометро-графическихдисциплин обособлены от общеинженерных испециальных дисциплин и ориентируют нарешение проблем, связанных спроектно-чертежной деятельностью, непридавая значения развитию у студентовспособности к геометро-графическомумоделированию. В результатеизолированного изучения начертательнойгеометрии и инженерной графики отобщеинженерных и специальных дисциплин устудентов слабо формируютсякомпетентности, позволяющие им правильноориентироваться в практических заданиях,применять знания для решения прикладныхзадач, связанных с будущей специальностью.Студенты не умеют переносить знания,полученные при изучении этой комплекснойдисциплины (начертательной геометрии иинженерной графики), для объясненияпроцессов и явлений, изучаемых в другихдисциплинах. Все это отрицательносказывается на эффективности процессаобучения в целом, и геометро-графическимдисциплинам в частности. Осознание жестудентами значимости изучаемых дисциплинв их взаимосвязи и взаимодействии, чтонеобходимо для глубокого научногопознания и теоретического осмысленияразличных явлений и процессов,определяется междисциплинарнымикомпетентностями. Именно формированиемеждисциплинарных компетентностей – способности ксинтезу научных знаний, комплексномурассмотрению всех объектов и явлений в ихвзаимодействии и развитии, обеспечиваетпоследующую эффективную профессиональнуюдеятельность инженеров с учетом быстрогоизменения содержания труда и обновленияприкладных задач. В таких условиях учебныепланы должны базироваться на интеграцииобразования, науки и производства.

В современных условияхроль геометро-графической подготовкисущественно расширяется. Инвариантнойотносительно предметного содержанияфункцией интеллектуальной деятельноститехнического специалиста являетсяоперирование геометрическими визуальнымиобразами (графиками, схемами игеометро-графическими моделями объектов),что ставит изучение циклагеометро-графических дисциплин на особоеместо. Бурное развитие информационныхтехнологий во всех сферах общественнойдеятельности, позволяющие быстро и точновизуализировать воспринимаемуюинформацию, предъявляет возросшиетребования к визуально-образным навыкам.Это связано с тем, что визуальнаяинформация (в том числе, получаемаяпосредством информационныхтехнологий) повышаетинформационную емкость восприятиясовременного выпускника, обеспечивает егоинтерактивное взаимодействие с моделью,ориентирует его на преобразованиеабстрактно-логической информации ввизуально-образную, позволяя упроститьпроцесс решения инженерныхзадач, тем самым, обеспечивая интеграциюобщеинженерных и специальных дисциплин. Преимущество получают теспециалисты, мышление которых способно ксинтезу образного и рационального.Развитию способности к такому синтезу взначительной мере способствует овладениеметодами геометрического моделированияобъектов и процессов. Более того, глубокоеовладение специалистом методами иприемами геометро-графическогомоделирования, проявляющееся в умениистроить полную цепочку использованиякомпьютера (реальная ситуация, алгоритм,визуализация геометро-графической модели,анализ результатов), отражает сутьмеждисциплинарного содержанияобразования, обеспечивающего естественнуюинтеграцию дисциплин.Подчеркнем, что модели,основанные на геометро-графическихметодах (с возможностью визуализациимодели) нередко оказываются на практикеболее эффективными, нежели чистоаналитические модели. Поэтому освоениетеории геометрического моделирования (скомпьютерной визуализацией) нужнорассматривать не в узком смыслегеометро-графической подготовки, а каксамоценный компонентгеометро-графического образования.

Следует отметить группупроблем, порожденных постояннымрасширением спектра направленийпрофессиональной деятельности инженера,связанных с современным уровнем развитиянауки. В них ярко выражена интеграцияобщественных, естественнонаучных итехнических знаний, специфика которых ужене позволяет в процессе обученияиспользовать имеющиеся методическиенаработки в готовом виде. В частности,учебник, по-прежнему выступающий какосновной инструмент методическогообеспечения и источник знаний, должениметь не только обучающий, но и развивающийхарактер, тем самым, помогая студенту, наоснове ранее усвоенных знаний, формироватьновые знания, которые в дальнейшем войдут винтеллектуальный аппарат личности иприменимы в процессе самостоятельныхпоисков и открытий.

Отмеченные проблемыобъективно порождены процессами,происходящими на современном этаперазвития общества. Необходимо отметитьзаметную в последние десятилетиятенденцию сокращения объема аудиторныхчасов вообще и в частности, отводимых наизучение курса начертательной геометрии иинженерной графики, и увеличения удельноговеса самостоятельной работы студентов, вцелом. Эта тенденция имеет как объективные,так и субъективные причины, основными изкоторых являются:

- мнение оначертательной геометрии какобеспечивающей дисциплины лишь курсачерчения нередко дает основание считать еезначение в области образования постепенноснижающимся в связи с широким внедрениемкомпьютерной графики в учебный процесс иинженерную практику;

- представление, чтогеометро-графические методы решения задач,изучаемые в традиционном курсеначертательной геометрии, служат лишьразвитию пространственного мышлениястудентов;

- начертательнаягеометрия могла быть обеспечивающейдисциплиной при изучении ряда спецкурсовили разделов по математическомумоделированию объектов и процессов, ноискусственный отрыв НГ от смежныхматематических дисциплин и отнесение ее кобщеинженерным дисциплинам лишает ее этойвозможности;

- техническая заменаинструментов черчения и чрезмерноеувлечение информационно-технологическойсоставляющей начертательной геометрии–компьютерной графикой, не способствуютформированию творческой мыслисовременного инженера, что, в свою очередь,отрицательно влияет на интеллектуальноеразвитие будущих выпускников.

Эти современныесуждения не соответствуют существующейсегодня практике обучениягеометро-графическим дисциплинам, в массесвоей ориентированной наузкоспециализированную подготовкуспециалистов. Для преодоления этогонесоответствия требуется разработка новыхподходов к организацииучебно-познавательной деятельностистудентов, способной создать условия дляповышения качества обучения, развитияпрофессиональных качеств личности, еетворческих способностей,самостоятельности и активности.

Одним из таких подходовявляется междисциплинарный подход,базирующийся на интеграции дисциплин,обеспечивающий систематизацию, обобщениеи уплотнение знаний на основемеждисциплинарных связей, чтоспособствует повышению научного уровнязнаний будущего инженера, развитию у неготеоретического мышления и уменияиспользовать знания из различных научныхобластей при решении инженерных задач.Интеграция дисциплин является в настоящеевремя определяющим фактором, способнымоказывать влияние на обновлениесодержания образования и выступает в двухипостасях: как цель обучения – создание устудентов целостного представления обокружающем мире; как средство обучения– нахождениеобщей платформы сближения дисциплинарныхзнаний.

Анализ и оценкаисходных фактов привели к основной идее иконцепции исследования, обусловленных тем,что необходим пересмотр принциповформирования системы представлений оначертательной геометрии, (составляющейядро геометро-графического образования иобеспечивающей освоение теоретическихоснов инженерной и компьютерной графики),реорганизовав эту дисциплину из сугубоприкладной, обеспечивающейчертежно-проектную деятельность, вдисциплину, развивающую у студентовспособности к геометрическомумоделированию, формируя междисциплинарныекомпетентности. При этом, начертательнаягеометрия в соответствии с общепринятойсистемой представлений должнаопределяться как раздел математики,являющейся базовой частью теориигеометрического моделированияпространственных форм различнойразмерности и различной структуры.Основная идея исследования определилапостановку задачи по разработке концепцииформирования структуры и содержаниягеометро-графического образования втехническом вузе в условиях интеграции собщеинженерными и специальнымидисциплинами. Её сущность заключается всовершенствовании процесса обучениягеометро-графическим дисциплинам во втузекак целостной системы обучения на основемеждисциплинарного подхода и соответствующего ему принципа интеграциидисциплин, обеспечивающегоэффективное профессиональное становлениебудущего специалиста. Системообразующимфактором интеграции выступаетгеометро-графическая модель,обеспечивающая формированиемеждисциплинарных компетентностей увыпускников и акцентирование развития уних визуально-образного мышления.

Анализ состоянияпроблемы формирования содержаниягеометро-графического образования позволил выявить противоречия:

• социально-педагогическогоуровня – между возросшейпотребностью общества впрофессионально-мобильныхспециалистах широкого профиля,теоретически и практически подготовленныхк работе на современномпромышленном производстве, и реальнымсодержанием геометро-графическогообразования в системе высшегопрофессионального образования,ориентированного наузкоспециализированную подготовкуспециалистов;
• методологическогоуровня – между задачейформирования целостного индивидуального научного знания студента,обусловленного объективнойнеобходимостью приобщения геометро-графическихметодов моделированияк исследованиюпроизводственных процессов и явлений и узкопредметной направленностьюгеометро-графическогообразования,выражающейся в совершенствовании знаний,умений и навыков, не всегда ориентированныхна развитие социальной мобильности, личностногопотенциала, способности крешению проблемсобственного жизненного и профессионального развития;
• научно-теоретическогоуровня – междумеждисциплинарной ролью геометро-графическихзнаний в профессиональной деятельностиконкурентоспособного специалиста иотсутствием в технических вузах такойсистемы обучения и воспитания, котораядемонстрировала бы эту роль и училаэффективному применениюгеометро-графических методов в ихпрофессиональной и общественнойжизни;
• научно-методическогоуровня – междупотребностью в совершенствованиисодержания геометро-графического технического образования, обусловленнойростомиспользования геометро-графическихметодов в производственной сфере; всевозрастающим объемом информации инедостаточным уровнем егонаучно-методического обеспечения впедагогической науке и практике.

Приходитсяконстатировать, что в настоящее времяотечественное геометро-графическое образованиестудентов переживает кризис. Традиционносложившаяся система преподаваниягеометро-графических дисциплин в целом (иначертательной геометрии в частности) неучитывает современного уровня развитияобщества, характеризующегося интенсивнойразработкой новых направлений, подходов,идей во всех сферах человеческойдеятельности, и не перерастает вполноценное геометро-графическоеобразование. Такимобразом, имеетсянастоятельная необходимость разработкисовременного подхода к формированиюструктуры и содержания геометро-графическогообразования.

Проблемаисследования: определениетеоретико-методологических принциповформирования структуры исодержания геометро-графическогообразования в техническом вузе, обеспечивающегонаучно-обоснованнуюинтеграцию дисциплин в подготовке инженеров иотвечающего требованиям формирующейся винженерной инаучной деятельности идеологиигеометрического моделирования всоответствиис возникающим на ее основемеждисциплинарнымподходом к решениюпрофессиональных задач.

Методологическая и методическаяактуальность проблемы, ее социальная значимость и ее недостаточная теоретическая ипрактическая разработанность обусловили выбор темыданного исследования: «Методологические основыформированияструктуры и содержаниягеометро-графического образования втехническом вузе в условиях интеграции собщеинженерными и специальнымидисциплинами».

Цельисследования: изучитьсодержательно-технологическиеосновы, механизмы интеграциидисциплин в техническом вузе; разработать теоретическуюконцепцию,создать модель интегративногообразовательного процесса на примереизучения особенностейгеометро-графических исмежных специально-технических дисциплин иопределить содержание современного геометро-графического образования в техническомуниверситете.

Объектисследования: общенаучная ипрофессиональная подготовка студентов техническоговуза в сфере геометро-графического образования.

Предметисследования: методологическое инаучно-методическое обеспечениегеометро-графического образования в условиях интеграции собщеинженерными и специальнымидисциплинами технического вуза.

Гипотезаисследования: эффективная реализация процесса формирования структуры исодержания геометро-графическогообразования в техническом вузе повысит качество образования приусловии,если:

• одной из главных целейгеометро-графического образования в техническом вузестанет созданиепедагогических условий для реализациимеждисциплинарного подхода;

• теория геометрическогомоделирования являетсяметодологической базойучебнойдисциплины в техническомвузе, необходимой дляформирования у студентов представлений о современной начертательнойгеометрии как о науке со своей внутреннейлогикой, обеспечивающеймоделирование объектов, процессов иявлений различной размерности и различнойструктуры;

• процесс реализации прикладнойнаправленности геометро-графическогокурса будет осуществляться через освоениеи выбор методов геометро-графическогомоделирования к решению прикладных задач, которые позволятпредоставить обучаемым вариантыгеометро-графических образовательныхтраекторий, учитывающих специфику будущейспециальности;

• в процессе формирования содержаниягеометро-графического образования исходить из того, чтогеометро-графическое моделированиеявляется основой для развития визуально-образного мышления, позволяющее формировать и развивать на высоком уровне интеллектуальные умения какпознавательной, так и профессиональнойнаправленности;
• в системе профессиональнойподготовки специалистов технического вузабудут выявлены и реализованы принципыпостроения геометро-графическогообразованияна основе междисциплинарногоподхода;
• отбор содержания предметногоматериала, форм и методов обучениягеометро-графическим дисциплинам будетотражать особенностиинженерной деятельности, спецификувыбранной специальностипри использованииинженерно-геометрическихзадач вкачестве основного средства.

Исходя из поставленнойцели, выдвинутой гипотезы, а также всоответствии с объектом и предметомисследования были поставлены следующиезадачи:

1. Выявить тенденции развитиягеометро-графического образования,обосноватьсущность междисциплинарного подхода кгеометро-графическому образованию в техническомуниверситете, включающего фундаментальнуюи вариативную составляющих,объединение которых представляетмеждисциплинарную составляющую содержанияГГО.
2. Провестидиагностирование и анализпричин, обусловливающихнизкоекачество существующейгеометро-графической подготовки студентовв техническом вузе; определить пути ихпреодоления при переходе кгеометро-графическому образованию; установитьи обосновать необходимостьинтеграции вовзаимодействии различныхдисциплин.
3. Разработать иобосновать основные принципы и педагогические условия реализациимеждисциплинарного подхода к ГГО в высшемпрофессиональном техническомобразовании.
4. Выявить спецификусодержания ГГО, отражающего современныедостижениянауки, для подготовкиспециалистов техническихнаправлений на основемеждисциплинарного подхода.
5. Разработатьтеоретическую концепцию методики обученияТГМ в вузе, реализующей междисциплинарный подход,в том числе разработка и конструированиемодели специалистовтехнических направленийс учетом развитияинженерной деятельности, адекватной современнымтребованиям к уровню общей ипрофессиональной подготовки выпускников, атакже гармонически сочетающей личностныеи профессиональные характеристики.
6. Разработатьметодическое обеспечение ТГМ: а) анализособенностей методики обучения и разработкаинвариантной части содержания профильногообучения ТГМ; б) классификациясуществующих задач ТГМ поформированиюмеждисциплинарных компетентностей; в) разработка вариативнойсоставляющей обучения, направленной наразвитие междисциплинарных компетентностей в сфереГГО.
7. Практическиреализовать обучение ТГМ в техническомвузе с экспериментальной проверкой разработанныхтеоретических положений.

Теоретико-методологическая базаисследования:

- исследования по философии высшегообразования и методологии педагогической науки (Ю.К.Бабанский, Б.С. Гершунский, В.В.Краевский,И.Я. Лернер, Б.Т. Лихачев, Т.Ю. Ломакина, М.Н.Скаткин, В.А. Сластенин, П.И.Пидкасистый, Г.П.Щедровицкий и др.);

- идеи системного подхода в развитиипрофессиональной подготовки студентов (В.И.Данильчук,Н.К. Сергеев, В.Д. Шадриков идр.); идеи синергетического подхода (В.Г.Буданов, Л.Я. Зорина, Е.Н. Князева, С.П.Курдюмов, Г.Г. Малинецкий, А.В. Москвина, И.Р. Пригожин, Е.И.Пугачева, Н.М. Таланчук, Е.В. Яковлев и др.);идеи деятельностного подхода (Л.П. Буева,М.В. Демин, К.М. Дурай-Новакова, В.А.Канн-Калик, Н.В. Кузьмина, Т.С. Полякова, В.Н.Сагатовский, В.А. Сластенин, В.С. Швырев, Э.Г.Юдин и др.); идеиличностно-ориентированного подхода (Е.В.Бондаревская, Е.А. Крюкова, В.В. Сериков идр.);

- методология исследованияобъединительных процессов(междисциплинарных и межпредметных связей,преемственности, интеграции) в педагогике(Г. И. Батурина, В. С. Безрукова, М. Н.Берулава, И. Г. Еременко, В. И. Загвязинский,И. Д. Зверев, В. К. Ильин, Е.Н. Кабанова-Меллер,Ю. А. Кустов, А. П. Лиферов, В. Н. Максимова, М.И. Махмутов, Ю. Н. Ракчеева, Ю.А. Самарин, В. Д.Семенов, Ю. С. Тюников, А.В.Усова, Н.К. Чапаев,М.Г. Чепиков, и др.); интегративногообразования(П.А.Кропоткин); интеграции дисциплин вотдельных отраслях науки и группах наук: в областичеловекознания и гуманитарных дисциплин(Б. Г.Ананьев, Г. Д. Гачев, Б. Ф. Ломов, И.Т. Фролов, Ю. А. Шрейдер идр.); педагогики и психологии(Э. Ф. Зеер, В. П. Зинченко, Г. С. Костюк, А. В.Петровский и др.), педагогики и социологии (Р. Г.Гурова, Г. Е. Зборовский, Л. Я. Рубина, М. Н.Руткевич, Ф. Р. Филиппов и др.);синергетики (В.Г. Буданов, Е.Н. Князева, С.П.Курдюмов, Г. Г. Малинецкий, И.Р. Пригожин и др.);

- исследования в областипрофессионализации личности,компетентностного подхода (В. И. Байденко,С. Я. Батышев, А. П. Беляева, А. А. Вербицкий, И.А. Зимняя, Е. А.Климов, Н. В. Кузьмина, Н. Н. Нечаев; Н. А.Селезнёва, Е. С. Смирнова, Ю. Г. Татур, Н. Ф.Талызина, и др.).

- исследования попроблемам мировоззренческой иметодологической подготовки специалистов,а также по другим содержательно близким кпроблеме целостности обучения направлениям иличностно-развивающему образованию (Ю.К.Бабанский,А.А. Вербицкий, Г.М. Голин, Л.Я. Зорина, В.С.Леднев, Н.В. Лежнева, А.Н. Леонтьев, Г.Н.Сериков, М.Н. Скаткин, В.А. Сластенин идр.).

- работы по теории и методикеобучения математике, геометрии, в том числеинновационные подходы к проектированиюсодержания учебников (А.Д. Александров, В.П. Беспалько,Г.Д. Глейзер, В.А. Гусев, Н. Я. Виленкин, В Г.Дорофеев, Е.И. Исаев, А.Н. Леонтьев, Г.Л.Луканкин, А.В. Крутов, Л.Д. Кудрявцев, А.И.Маркушевич,В.И. Михеев, А.Г. Мордкович, В.А. Петровский,Н.Г. Подаева, И.М. Смирнова, А.А. Столяр, М.И.Шабунин, М.А.Чошанов и др.);

- научные принципыгеометро-графического образования в вузе(Н.Ф. Четверухин, И.И. Котов, К.И.Вальков, И.С.Джапаридзе, Г.С. Иванов, В.И.Якунин идр.).

В настоящее времяразработаны научные основы содержания,структуры и методические подходы к обучениюдисциплинам графического цикла (И.Н. Акимова, Л.Н. Анисимова, Е.П. Белан, П.И. Беан, А.Д.Ботвинников, В.Н. Виноградов, И.С.Вышнепольский, В.А. Гервер, Ю.Ф. Катханова, С.В.Розо, В.А. Рукавишников, А.А.Чекмарев и др.). Принесомненной теоретической и практическойзначимости проведенных исследований следуетотметить, что проблема междисциплинарногогеометро-графического образования ссистематизирующим ядром – ТГМ, на наш взгляд,не нашла достаточного отражения в теории иметодике профессионального образования,что также подтверждает актуальностьданного исследования.

Методыисследования, используемыедля решения поставленных задач, быликомплексными, взаимодополняющими иадекватными рассматриваемой теме; включалисовокупность общенаучных ипсихолого-педагогических методовтеоретического уровня:историко-сравнительный анализ иструктурно-логический анализ, синтез,систематизация, обобщение фактов иконцепций; конструирование моделей; иэмпирического уровня: диагностирование(анкетирование, тестирование, беседы);опытно-поисковый(констатирующий, формирующий, обобщающий);праксиометрический (изучениедеятельности, анализ научно-методических,литературныхи государственных источников,профессиографический анализ);математическая обработка статистическихданных.

В соответствии споставленными задачами,исследование проводилось в четыреэтапа.

Первый этап (2001-2002) –связан с изучением проблемы,степенью ее разработанности. Определяласьметодология исследования иразрабатывалась его методика, были выявленыпроблемы в области геометро-графическойподготовки, требующие своего решения в светеосновных направлений новойобразовательной парадигмы.

Второй этап (2003-2006)– связан с углублением и расширениемтеоретических основ рассматриваемойконцепции обучения, уточнениемтеоретических позиций, отразившихся впервой монографии, разрабатывалисьучебные пособия и методические указания,проводился педагогический эксперимент,разрабатывалась и внедрялась в учебный процесс в рамкахсовершенствования обученияначертательной геометрии и инженернойграфике дисциплина «Компьютерная графика»и ее дидактическое обеспечение.

Третий этап (2007-2008)–определение методологических позиций,построениегипотез исследования, что позволилоуточнить проблемы преподаваниягеометро-графических дисциплин (в целяхразвития междисциплинарныхкомпетентностей студентов технического вуза);написание второй монографии.

Четвертый этап (2009-2010) – связан с подведением итоговисследования, систематизацией и теоретическимобобщением результатов исследования,экспериментальной апробацией результатов,реализацией исходных положений вразличных публикациях.

Базойисследования являлись:Уральский государственный горныйуниверситет(инженерно-экономический игорно-механический факультеты, студенты 1-2-го курсов);Уральский государственный техническийуниверситет (УПИ) (студенты 1-го курса строительногофакультета); Уральскаягосударственная архитектурно-художественная академия (студенты3-4-курса).

Достоверностьполученных результатовисследования и обоснованность выводовподтвержденыметодологическими и теоретическимипозициями работы, базирующиеся наобщепризнанных фундаментальных трудах изразличных областей современной науки и адекватныхпроблемам, целям, предмету и задачамисследования;подтверждаются общим методологическим подходом(междисциплинарным, синергетическим, системным,деятельностным, компетентностным,информационно-когнитивным,личностно-ориентированным) к процессуобучения начертательной геометрии (теориигеометрического моделирования); практикойвнедрения в учебный процесс и итогамипедагогического эксперимента; апробациейисследования,результаты которого обсуждались навсероссийских и международных конференциях исеминарах.

Научная новизна исследованиязаключается в методологическом инаучно-теоретическом обоснованиимеждисциплинарных функцийгеометро-графического образования (с ядромобучения –теорией геометрического моделирования игеометро-графической моделью каксистемообразующего фактора) в учебномпроцессетехнического вуза.

Основные положения,отражающие научную новизну:

1. Разработана методология междисциплинарногоподхода,представляющая структуруучебных дисциплин подготовкиспециалиста втехническом вузе в виде целостнойинформационнойсистемы, базирующейся на методах геометро-графического моделирования.
2. Определенасущность междисциплинарного подхода, обусловленногомеждисциплинарной составляющей геометро-графического образованиядля специальностей техническоговуза, представляющаяинтеграцию фундаментальнойи вариативнойсоставляющихв целостном процессеГГО;совокупность содержания общей и предметной областикоторых является базой дляформирования профессиональных и междисциплинарныхкомпетентностей. Основнымикомпонентами междисциплинарной концепции содержанияГГО с ядромобучения ТГМ являются:

• комплекс взаимодополняющих ивзаимосвязанных методологическихподходов(системный, синергетический,деятельностный, компетентностный, информационно-когнитивный,личностно-ориентированный), приформированиисодержания геометро-графическогообразования в техническом университете,характеризуемый совместным действием этихподходов, позволяя изучать педагогическиесистемы в различных аспектах и получатьразноплановые характеристики исследуемыхявлений;
• владение визуально-образнымгеометрическим языком и компьютернымитехнологиями геометро-графическогомоделирования;
• реализация основных дидактическихпринципов (научности, фундаментальности, прикладнойнаправленности, системности,систематичности и последовательности,наглядности, самостоятельности обучающихся и др.)и специальных принципов (открытости,нелинейности, неустойчивости,динамическойиерархичности, наблюдаемости).

3. Разработана модель подготовкиспециалиста техническихнаправлений,построенная на основемеждисциплинарной концепции ГГО, ее структура и содержание отличаются от известных тем, что она более полноотражает междисциплинарную направленностьпрофессиональнойподготовки будущихспециалистов.
4. Обоснованымеждисциплинарные функциигеометро-графического образования, предполагающиесмену направления обучения в сторонуразвития междисциплинарных компетентностейстудентов –овладение методами научного познания, приемамиэвристической деятельности, развитие у нихвизуально-образного геометрическогомышления, опыт комплексного применениягеометро-графическогомоделирования при изучении разныхдисциплин в техническом вузе.
5. В рамкахпредложенной концепции разработанытеоретические положения методическойсистемы геометро-графического образованияв техническом вузе, принципы отборасодержания, методы, формы и средствагеометро-графического образования;исследованы и обоснованы два метода решения задачгеометро-графического, основанных наорганизации категориальных понятий.Один из них является пропозициональным,предназначенным для построениягеометро-графических моделей; другой– представляетсемантическую сеть категориальныхпонятий, предназначенную для решениягеометро-графических задач.
6. Определеныкритерии реализации междисциплинарногоподхода для обеспечения профессиональнойнаправленности геометро-графическогокурса в техническом университете; выявленыпедагогические условия реализациимеждисциплинарного подхода кгеометро-графическому образованию внаправлении совершенствования системы подготовкибудущего специалиста.

Теоретическаязначимость исследования:

1. Педагогика высшейшколы дополнена концепциеймеждисциплинарного подхода к формированиюструктуры и содержания образования, вчастности,геометро-графического в техническомвузе. Установленазависимость успешности обучения будущих специалистов от уровнейинтеграции, способствуядостижению научного характера знаний будущимиспециалистами, развития у них творческогомышления,овладения междисциплинарнымикомпетентностями обучаемыми (на основе использованиясистематизации, обобщения иинтегрирования знаний; разных вариантов геометро-графическихобразовательных траекторий, учитывающихспецификупрофессиональной деятельности повыбранной специальности).
2. Обоснованаконцепция формированияструктуры и содержаниягеометро-графического образования втехническом вузе в условиях интеграции собщеинженерными и специальнымидисциплинами. Её сущностьзаключается в совершенствовании процессаобучения геометро-графическим дисциплинамво втузе как целостной системыобучения на основемеждисциплинарного подхода,базирующегося на интеграции дисциплини обеспечивающегоэффективное и рациональное профессиональноестановление будущего специалиста. Системообразующимфактором интеграциидисциплин выступаетгеометро-графическая модель,обеспечивающая формирование междисциплинарныхкомпетентностей у выпускников в условияхметодологической, мировоззренческой ипрофессиональной направленности и акцентированияразвития визуально-образного мышления.
3. Выявленытеоретико-методологические иорганизационно-педагогические основыпроектирования и реализации процессаформирования содержания ГГО в техническомвузе, обусловленные закономерностямиразвития общества и особенностямисоциально-экономических,информационно-коммуникационных,социально-педагогических иобразовательных процессов.
4. На основе анализаинтеграционных процессов в высшемпрофессиональном образованиитеоретически обоснованы синергетические принципы(открытости, нелинейности,неустойчивости,динамической иерархичности –эмерджентности,наблюдаемости), отражающиеспецифику различных уровней интеграциидисциплинтехнического образования, обеспечивающихсистему междисциплинарного знания.Принципы объединяют отдельныеучебные дисциплины посредством общей целевойфункции, объектаисследования,методологии построений,ориентированной на интеграциюдисциплин, иобеспечивают обобщенноеинтегрированное представление о природе.
5. Доказананеобходимость пересмотра ориентиров приформировании содержания ГГО, базирующихся нареализации в содержании ГГО методовмоделирования с использованием компьютернойвизуализации, что повышаетинформационную емкость восприятиясовременного выпускника, обеспечивает егоинтерактивное взаимодействие смоделью, ориентирует его напреобразование абстрактно-логическойинформации в визуально-образную, позволяяупростить процесс решения конкретныхзадач.
6. Выявлены итеоретически обоснованысодержательно-технологические основания интеграциигеометро-графических,общеинженерных испециально-технических дисциплин,придающие образовательному процессуцелостность и системность, включающиеинженерно-геометрическиезадачи, условия итребования которыхопределяют модель некоторой ситуации,возникающей в профессиональнойдеятельности инженера, а исследование этойситуации осуществляется методами геометро-графическогомоделирования.
7. Обоснованатеоретическая модель подготовки будущих специалистов техническихнаправлений, включающая четырепреемственно-взаимосвязанных блока (управления, содержательный,процессуальный, результативный) и имеющая своейцелью формирование междисциплинарнойкомпетентности, базирующейся на технологиигеометро-графического моделирования, объединяющей техническиеспециальности (механика,строительство, городской кадастр, природообустройство), а также ряд других (геология, геофизика),включающих творческие специальности(проектирование ювелирных изделий).
8. Расширенотерминологическое поле проблемы за счетопределения понятий «междисциплинарныйподход», «интеграциядисциплин»,«междисциплинарная компетентность»,«визуально-образное мышление»,«междисциплинарное образование»,«геометро-графическая компетентность»,«геометро-графическая культура»,«геометро-графическое образование»,«геометро-графическая модель», чтоспособствует дальнейшему развитиюпонятийно-терминологического аппарататеории профессионального образования исоциально-педагогическойподдержки.

Практическаязначимость исследования состоит в системно-прикладномхарактере, реализующем концептуально ориентированноесодержание ГГО как фундамента междисциплинарной компетентностибудущего инженера в условиях интеграции иинформатизации различных сфердеятельности. Геометро-графическая модель являетсясистемообразующим фактором, имеющимоткрытый эволюционирующий характер.

Предложены пути достижения системности усвоения содержания ГГО и овладения прикладными умениями наоснове применениякомплекса методов, форм и средств управленияобучением, обеспечивающихпоследовательный и перспективный характерразвития обучающегося, создавая основу длясаморазвития и самообразования личностиобучающегося.

Разработанная в ходеисследования модель подготовки будущего специалиста техническихнаправлений использована вкачестве основы при формированииучебного плана специальности «Реклама»,которая нами открыта вУральском государственном горном университетена базе кафедры «Инженернаяграфика». Учебный планосновывается намеждисциплинарном подходе, обеспечиваявзаимодействие естественных,общетехнических, гуманитарных,социально-экономических и специальныхдисциплин, в том числе подготовленкомплекс дидактических средствобеспечения учебного процесса для студентовспециальности «Реклама».

Разработанная модельподготовки будущих инженеров может бытьиспользована в качестве базовой приформировании аналогичныхмеждисциплинарных построений учебногоплана технических специальностей в современных условиях развитиятехнических университетов.Разработано и апробированокомплексное научно-методическое обеспечениепроцесса обучения геометро-графическимдисциплинамстудентов, включающее разработку программдисциплин геометро-графического цикла,элективных курсов, учебных пособий иметодических рекомендаций, диагностическихматериалов.

Совокупность основныхкомпонентов ГГО (предметно-содержательный,профессионально-деятельностный, личностный),являющихся инструментарием профессиональнойподготовки специалистов техническогопрофиля, внедрена в учебный процесс вузов г. Екатеринбурга (Уральский государственный горныйуниверситет, Уральская государственнаяархитектурно-художественная академия,Уральскийгосударственный техническийуниверситет), а также можетбыть использована в процессесовершенствования ФГОСа третьегопоколения в системе высшего профессиональноготехнического образования. Результатыисследования используются в учебномпроцессе при обучении геометрическомумоделированию (включая компьютернуюграфику), в системе повышения квалификацииработников высшей школы, атакже могут использоватьсяв дальнейших исследованиях по проблемаммеждисциплинарного образования, разворачивающихся врусле мировых тенденций.

Личный вкладавтора в исследованиезаключается в получении научных результатов,изложенных в диссертации и опубликованныхработах, выражается втеоретико-методологическойразработке основных идей и положенийисследования по избранной теме, а также в практическойреализации. Определенаспецифика междисциплинарного подхода кгеометро-графическому образованиюстудентов технического университета,выявлены принципы формирования структуры и содержаниягеометро-графического образования. Всяопытно-поисковая работа,полученныерезультаты и сделанные выводы выполненынепосредственно автором в процессенаучной, учебно-методической, практическойпедагогической деятельности в качествепреподавателя и заведующего кафедрой инженернойграфики Уральского государственного горногоуниверситета.

Положения, выносимыена защиту:

1. Построениеструктуры и содержанияГГО на основемеждисциплинарного подхода, опирающихся наинтеграцию геометро-графических,общеинженерных испециальныхдисциплин,позволяет более эффективно овладевать профессиональными компетентностямив быстро меняющейсяинформационно-технологической среды,обеспечивая достижения современногоуровня профессиональной подготовки.
2. Междисциплинарный подход основан наинтеграции фундаментальной и вариативнойсоставляющих, обусловливающеймеждисциплинарную составляющую. Фундаментальная составляющаябазируется на содержаниигеометро-графических знаний, определяющимядром которых являетсягеометро-графическое моделирование; вариативная– на содержаниигеометро-графических знаний,направленных напрофессионализацию выпускниковтехнического университета по избраннойспециальности; междисциплинарная составляющая–конструктивно организованная формавзаимодействия фундаментальной ивариативной составляющих, объединенных однойцелью, которая реализует профессиональные качества личности и ведущая кразвитию междисциплинарныхкомпетентностейбудущих специалистов.
3. Интеграция впроцессе обучения опирается навизуально-образное мышление (реализуемое спомощьюгеометро-графическогомоделирования) и требует новой содержательной основы.Она включает: систему целей;категориально-понятийную структурудисциплины; соответствующий вариантнаучного языка как средства коммуникации;взаимоотношение между теорией и практикой(эмпирический базис как источник научныхзнаний, которые, в свою очередь, являютсяисточникомнаучной теории, а теоретические модели– основойрешения практических задач).
4. ГГО направлено на личностное развитиестудентов, обеспечениеспособностии готовности комплексно применятьполученные компетентности, в том числе и впрофессиональной деятельности, и включает:системный характер профессиональных знаний,указывающий на необходимостьмеждисциплинарного синтеза; теоретическуюподготовку и овладение основными научнымиметодами геометро-графического моделированиядля решения познавательныхи практических задач.
5. Междисциплинарная концепция формирования структуры исодержания ГГО с ядром обучения – теориейгеометрического моделирования – включает комплекс взаимосвязанныхметодологических подходов(системного, синергетического,деятельностного, компетентностного,личностно-ориентированного); основные дидактические принципы (научности,фундаментальности, системности,систематичности и последовательности,профессиональной направленности, связитеории с практикой, доступности,наглядности), а такжеспецифические принципы(открытости,нелинейности, неустойчивости, динамической иерархичности– эмерджентности,наблюдаемости).
6. Механизмреализации междисциплинарного подхода кгеометро-графическому образованию,базирующийся на интеграции дисциплин втехническомуниверситете, включает в себя содержательный итехнологический аспекты. Содержательный аспектопределяется интеграцией фундаментальнойи вариативной составляющих, обусловливающеймеждисциплинарную составляющую геометро-графическихзнаний в подготовке специалистовконкретного техническогонаправления. Технологический аспектпредставляет собой вариативноеиспользование форм, методов и средствобучения студентов на основе особенностейгеометро-графического образования.
7. На основемеждисциплинарной концепциигеометро-графического образования в техническомвузе определяется модельспециалиста техническогонаправления, еесодержательная составляющая, проектируется учебныйпроцесс.

Публикации. Основное содержание исследования опубликовано в56 работах(более 100 п.л.), в том числе в 3 монографиях, в9 учебно-методическихпособиях, три из которых сгрифом УМОвузов РФ по образованию в области горногодела, и в44статьях (12 из которых визданиях, рекомендованных ВАК РФ).

Апробация и внедрениерезультатов исследования.Основные положения диссертационной работыдокладывались и обсуждались на следующихконференциях и семинарах: Межвузовскаянаучно-техническая конференция«Фундаментальные и прикладные исследования–транспорту» в Екатеринбурге (1996 и 2000);Всероссийский семинар-совещаниезаведующих кафедрами графическихдисциплин«Актуальные проблемы теории и методикиграфических дисциплин» в Пензе (1999);Всероссийская научно-практическаяконференция по графическим информационнымтехнологиям и системам «КОГРАФ» в Нижнем Новгороде (2000); Всероссийская научно-методическаяконференция «Актуальные вопросы обучениямолодежиграфическим дисциплинам» в Рыбинске (2003);Межвузовская научно-методическаяконференция «Совершенствованиеподготовки учащихся и студентов в областиграфики, конструирования истандартизации» в Саратове (2004),Всероссийская научно-методическаяконференция «Композиционная подготовка всовременномархитектурно-художественном образовании»в Екатеринбурге (2004); 11-ая Международнаяконференция по геометрии и графике вГуанджоу (Китай, 2004);Украинско-Российскаянаучно-практическая конференция«Современные проблемы геометрического моделирования»в Харькове (2005); 12-ая Международнаяконференция по геометрии и графике вСальвадоре (Бразилия, 2006); Всероссийскоесеминар-совещание заведующих кафедрамиграфических дисциплин «Состояние, проблемы итенденции развития графической подготовкив высшей школе» в Челябинске (2007), III Всероссийскаянаучно-практическая конференция«Проблемы иметодика преподавания естественнонаучныхи математических дисциплин» Екатеринбург(2007), 13-ая Международная конференция погеометрии и графике в Дрездене (Германия,2008), Международная научно-практическаяконференция «Образование и культура вразвитии современного общества» вНовосибирске (2009),Всероссийский семинар «Творческое ядропедагогического исследования:идея-замысел-гипотеза» в Тюмени (2010).

Внедрение результатовисследования осуществлялось на трехуровнях: 1) на уровне монографическогоисследования при разработке программ покурсам специальных дисциплин и новой программы«Теория геометрическогомоделирования», при проведении занятий по курсамначертательной геометрии, инженернойграфики,пакетам прикладных программ со студентамивузов г. Екатеринбурга: в Уральском государственном горномуниверситете; Уральскойгосударственной архитектурно-художественнойакадемии; Уральском государственном техническом университете; 2) на уровневыполнения научно-исследовательских работпри защитедипломных проектов понаправлениям: «Психология»;«Маркетинг, реклама, связи с общественностью»,полученных при прохождениипереподготовкипреподавателей в Уральском государственномуниверситете; 3) на уровненепосредственного внедрения в учебный процесспособий, методических разработок,методических рекомендаций, программ, разработанных сопорой на междисциплинарный подход.

Структурадиссертации соответствуетлогике исследования и содержит введение, четыреглавы, заключение, библиографическийсписок и приложения. Кроме текстовыхматериалов в работу включены схемы,таблицы, рисунки, графики.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕРАБОТЫ

Вовведениисформулированапроблема и обоснована ееактуальность, цель, предмет,гипотеза и задачи исследования,представлена еготеоретико-методологическая основа,показана научная новизна,теоретическая ипрактическая значимость работы,сформулированы положения, выносимые назащиту.

В первой главе «Теоретико-методологическиеоснования интеграции в образовательномпроцессе техническогоуниверситета»анализируются современные тенденции развития высшеготехнического образования, исследуютсяпроблемыгеометро-графического образования вовтузах, аргументируютсяобъективные основыинтеграции, реализующие формированиесодержание ГГО, рассматриваютсясовременные подходы к формированию ГГО.

В процессе выполненияисследования автором былпроведен анализ большого количестваработ, связанных с тематикойдиссертации. Анализ позволил сделать вывод, чтоосновой модернизации образования должнастать стратегия, способствующаяцелостности восприятия научной картинымира, системности мышления, опирающаяся наинтеграцию, которая выступаетопределяющим фактором обновления структуры исодержания образования входе его информатизации. Причем анализпсихолого-педагогической идидактико-методической литературы,посвященнойтеории интеграции, показал существованиеразличных направлений в исследованиисущности данного явления. Если интеграциюсодержания образования рассматривать какобъект исследования, то можно выделить дваосновных подхода: содержательный ипроцессуальный (М.Н. Скаткин, Г.И. Батурина).В первом случае ставится цель создать уобучающихся систему обобщенных знаний, вовтором – системуобщей деятельности дляразличных дисциплинарныхнаучных отраслей.

В качествеинтегративных механизмов берутся связь иотношения, которые устанавливаются междуинтегрируемыми объектами согласносодержательной структуре и в определеннойтехнологической последовательности,обеспечивающих движениеинформации и влияние одних компонентов надругие.

В качествепсихологического механизма интеграциимногие исследователи называют механизмассоциаций, т.е. целенаправленноеформирование в представлении студентовнеобходимой цепочки ассоциаций,связывающих понятия, теории, методы,рассматриваемые в разных учебныхдисциплинах, в единую логически связанную системузнаний. Известно, что вне этой цепочкиассоциаций методы (а также понятия итеории) становятся в значительной мереформальными. Чтобы методы науки былипрочно и адекватно усвоены, они должны«предстать» обучаемому в разныхконтекстах, вызывающих различныеассоциации.

В педагогическомаспекте механизмы интеграции опосредованыее связью с дифференциацией(А.П. Беляева). Интеграция идифференциациясосуществуют на основе соотношения теориии практики, универсализации испециализации содержания профессиональной подготовкистудентов, для чего используются сквозныепонятия, интегрированные методы прирешении учебно-познавательных ипрактических задач.При изучении многихразделов общеинженерных и специальныхдисциплинпроисходитзакрепление геометро-графических знаний ивыработка умения их использовать прирешении инженерно-геометрическихзадач (условие итребованиекоторой определяют собой модель некоторойситуации, возникающей в профессиональнойдеятельности инженера, аисследование этой ситуацииосуществляется методамигеометро-графического моделирования испособствует профессиональномуразвитиюбудущего инженера).

Степеньинтеграционного взаимодействия дисциплинхарактеризуется тремя уровнями (М.Н.Берулава). Первый уровень–межпредметные связи – при решении задачи одного предметапривлекаются знания другого. Второйуровень –дидактического синтеза– интеграция учебных предметовосуществляется постоянно на базе одного изних, причем каждый из взаимодействующихпредметов в то же время сохраняет свойстатус и свои концептуальные основания. Третий уровень–целостность–завершающийся формированием новой учебнойдисциплины, носящий интегративныйхарактер и имеющий собственный предметисследования. В данной работе интеграцияисследуется на второмуровне. Здесь обусловливается создание междисциплинарной средыобучения (целостность,которая создается путем синтеза научныхзнаний дисциплин и предметов деятельности,связанная с обменом идеями, методами, понятиями и имеющая свойства, которые неприсущи составляющим ее дисциплинам).

Созданиемеждисциплинарной среды связано с тем, чтовозникают задачи, решение которыхопирается на использованиемеждисциплинарных знаний, с применениемкомплексного метода, концентрирующего всебе данные разных наук об исследуемомобъекте. Приэтом возникает новый типдеятельности, отличаются технологииформирования компетентности.

Тенденция кинтеграции образованияоказывает большое влияние на обновлениесодержания ГГО, которое является неотъемлемойчастью высшего технического образования.ГГО рассматривается как процесс обучения ивоспитания, осуществляемый в ходе изучениягеометро-графических учебных дисциплин всистеме непрерывного общего и специальногообразования, при котором наряду сформированием определенной совокупностигеометро-графических знаний, умений инавыков происходит развитиевизуально-образного мышления учащихся, ихгеометро-графической культуры,формирование геометро-графическихкомпетентностей.

Сложностьформированиягеометро-графического образования втехническом университете, теоретической основой которого служитначертательная геометрия (НГ), состоит втом, что НГ (и в целом, инженерная графика) занимаетдвойственное положение. С одной стороны, онавыступает как особая общеобразовательнаядисциплина, ибо знания, полученные по НГ,являются фундаментом для изучения другихобщеинженерных и специальных дисциплин. Сдругой стороны, для большинстваспециальностей технических вузов НГ неявляется профилирующей дисциплиной, и студенты воспринимают ее лишькак некую второстепенную дисциплину. Для решенияпрофессиональных задач будущий специалист долженуметь строитьгеометрические (визуальные) модели,осуществлять постановку задачигеометрическими средствами, выбиратьподходящий метод и алгоритм для решения задачи;применять для решения задачи геометро-графические методы с использованием современныхкомпьютеров и на основе геометрическогоанализа решать инженерныезадачи.

Обязательными принципами ГГО в вузе являются: а)непрерывность изучения иприменения начертательнойгеометрии, которая исходя из своейспецифики отражается в комплексном обучении процессу моделирования; б) фундаментальность ГГО, но не вдухе традиционного дисциплинарногопонимания фундаментальных наук,заложившего образовательную парадигмуиндустриального общества, а с учетом перехода ее вмеждисциплинарную стадиюпостиндустриальной науки; в) динамичность,проявляющаяся в постоянной корректировкеи совершенствовании в условиях современногоразвития науки, техники, общества.

Процесс формированиясодержания ГГО находится в постоянномсовершенствовании. Средиученых-педагогов, занимавшихсямодернизацией содержания образования, Б.В. Гнедеко, Ю.К.Бабанский, Ю.М. Колягин, Л.Д. Кудрявцев, М.А.Люстинг, А.А.Пинский, Н.Х. Розов и др. Анализ учебныхпланов, программ, учебников и учебныхпособий в исследуемой сфересвидетельствует о том, чтоотбор информации в рамках учебного процессане соответствует современным требованиям,идет по инерции в соответствии с имеющейся ужеинформацией. Содержание образованияпроявляется в конкретной отдельнойдисциплине, причем содержание образования нельзяопределить, не учитывая интеграцию между дисциплинами, посколькусовременная дидактика исходит из принципацелостного отражения науки в содержании обучения:как системы обобщенных знаний идеятельности, в единстве теории иметодов (М.Н. Скаткин, В.В. Краевский, И.Я.Лернер и др). Использование интеграции в проектированиисодержания образования обогащает способымышления, углубляет знания, методыпознания и деятельности, способствуетформированию целостного научногомировоззрения, дающего возможностьмногомерного видения проблемы.

Основой осуществленияинтеграции в образовательном процессеявляются общие структурные элементыучебных дисциплин. Как известно, процессинтеграцииобусловлен системообразующими егофакторами. В самом общем смысле системообразующийфактор представляет собой все явления, силы, процессы и т.д., которые приводят к образованиюсистемы. В настоящее время внаучных исследованиях выделяютвнешние и внутренние системообразующиефакторы. Содержание внешних факторовопределяется запросами и требованиямипрактики, внутренних факторов – потребностямисамих учебных дисциплин. Вреализации интеграции на роль внутреннихсистемообразующих факторов намивыдвигаются, прежде всего, методыгеометро-графического моделирования, а нароль внешних факторов – использование вобучении прикладных методовгеометро-графического моделирования, для решенияинженерно-геометрических задач, обусловливая формирование междисциплинарныхкомпетентностей.

Отметим, что междисциплинарныекомпетентности, кроме знаний, умений и навыков, включают следующиекачества личности: понимание связей междуразличнымидисциплинами и готовностьприменять знания из однихдисциплин при изучениидругих; опыт комплексного применения знаний посоответствующимдисциплинам при изучениидругих;уровень осознанногоприменения знаний в профессиональнойдеятельности, опирающихсяна знания различныхдисциплин;уверенность студента в своих возможностяхрешать задачи профессиональной деятельности, комплексноприменяя знания по различным дисциплинам; готовность при изучениидисциплины получать новые знания из другихдисциплин и видов деятельности; свободнаяориентация в среде информационныхтехнологий.

Анализ проблемыпозволил сформулировать положение, чтоинтеграция– этопроцесс и результат построения такойцелостности, которая создается путемсинтезанаучных знаний и предметов деятельности,связанной с обменом идеями, понятиями, методами,взаимопроникновением структурныхэлементов различных областей научногознания, обусловленная отображениемприродных связей и ведущая к увеличениюемкости, концентрации и генерированиюзнаний. В образовательном процессе учебнаядисциплина (и соответствующая ей научнаяобласть) выступает объективнойосновой интеграции. Принципинтеграции дисциплин предполагает, что содержаниеучебной дисциплины нужнорассматривать как взаимосвязь содержания различныхучебных дисциплин, обеспечивающуювзаимовлияние, взаимопроникновениемеждисциплинарных научных знаний, с цельюнаправленного развития у студентов всесторонней,комплексной, диалектическивзаимосвязанной целостной системы научныхпредставлений о тех или иных сторонах исвойствах материального мира, творческого мышления и формированиямеждисциплинарных компетентностей.

Вывод, к которому мыпришли,состоит в утверждении: приформировании структурысодержания образования втехническом вузе необходимо опираться наинтегрирование современных подходов кформированию содержаниягеометро-графического образования втехническом вузе. Срединих нами выделены подходы: системный, синергетический,компетентностный, деятельностный,информационно-когнитивный,личностно-ориентированный,предметно-научный, связанный с конкретнымпредметом исследования.В качестве интегративногоподхода к формированию содержаниягеометро-графического образования втехническом вузе в данном исследованиипредлагается междисциплинарныйподход.

Во второй главе «Концепция формирования структуры исодержания геометро-графическогообразования в техническом вузе в условияхинтеграции собщеинженерными и специальнымидисциплинами» раскрываетсясущность междисциплинарногоподхода кформированию структуры исодержания ГГО,разрабатывается теоретико-методологическая основацелостности процесса обучения втехническом вузе, предлагаются принципыпостроения ГГО на основемеждисциплинарного подхода,разрабатывается модель подготовкиспециалиста технического направления наосновемеждисциплинарного подхода.

Понятие«междисциплинарное образование» являетсяцентральным в рассмотрении проблемы нашегоисследования. Междисциплинарноеобразование есть процесс, направленный нарост социальной и профессиональноймобильности личности, расширение возможностейкомпетентного выбора личностью жизненногопути и на саморазвитие личности.

При построениисодержания ГГО в высшей технической школена основе междисциплинарногоподхода в содержанииучебной дисциплины или образовательной областидолжна выделяться фундаментальная ивариативная составляющие, которые всвоем «непустом» пересечении дадут именномеждисциплинарную составляющуюсодержания образования. Фундаментальная составляющаясодержания закладывается существующимФГОСом. Вариативнаясоставляющая ГГО есть динамическая частьсодержания, направленная напрофессионализацию выпускникатехнического университета по избраннойспециальности и отражающая современныедостижения и направленияразвития начертательной геометрии. Междисциплинарная составляющая–конструктивно организованная формавзаимодействия фундаментальной ивариативной составляющих, объединенныходной целью, реализующая профессиональныекачества личности и ведущая к появлениюмеждисциплинарных компетентностейбудущего специалиста.

В своем исследованиимы применялимеждисциплинарный подход,как для формирования содержания учебной дисциплины, таки для форм организации и средств обученияпредмету, обусловливающие интеграциюгеометро-графических,общеинженерных испецдисциплин. В процессе обученияначертательной геометрии важную рольиграют все виды учебной деятельности:спецкурсы и факультативы, отдельные видызанятий, среди которых – лекции,практические занятия, компьютерныепрактикумы, самостоятельная работа,олимпиады, конкурсы. В этом случаепроисходит деление вариативнойсоставляющей по формам организацииобучения. Средствами обучения в условияхинтеграции выступаютинженерно-геометрические задачи,базирующиеся на задачахгеометро-графического моделирования,отражающие специфику выбраннойспециальности.

Исследование проблемы показаломеждисциплинарную ипрактико-ориентированнуюнаправленность ГГО, обусловливающуюнеобходимость применения междисциплинарного подхода к содержаниюГГО. Геометро-графическиеметоды решения задач всегда находилиширокое применение при решении прикладных задач,возникающих в различных областяхчеловеческой деятельности. Это связано стем, что визуально-образная информациязначительно упрощает процесс восприятия при решении поставленных задач. Поэтому дляупрощения решения большинства задач необходимочтобы прикладные задачи были переведены нагеометро-графический визуально-образныйязык. Это означает, что прогресс начертательнойгеометрии (как теоретической основыгеометрического моделирования) происходиткак под воздействием внутреннихпотребностей развития, так и под влияниемзапросов практики.

Тогдамеждисциплинарный подход будемпонимать как в общем, так и вконкретно-научномсмысле. Вобщем смысле междисциплинарный подход –это подходили исследовательский метод, которыйиспользует две или более дисциплины, взависимости от предмета исследования, егомасштабности и нахождения конкретных способовсопряжения информации, получаемойразличными дисциплинами в решенииконкретных проблем, возникающих в процессепознания и преобразованиядействительности и соответствующий ему принципинтеграциидисциплин.

В сфереобразования междисциплинарный подход –это, прежде всего, инструмент прикладныхисследований, позволяющий учитывать какинвариантность содержания образования,так и его вариативность, проявляющуюся вконкретный исторический периодтребованиями профессиональной деятельности; а также, совокупность концептуальныхположений, определяющих способностьсистемы образования обеспечиватьсистематизацию, обобщение и уплотнениезнаний на основе интеграциидисциплин, способствуяповышению научного уровня знанийбудущегоспециалиста, развития унего творческого мышления,формирования междисциплинарных компетентностей,предоставляя обучаемым разные вариантыгеометро-графических образовательныхтраекторий, учитывающих спецификупрофессиональной деятельности повыбранной специальности.

Междисциплинарныйподход позволяет координироватьдействия нескольких наук (подходов,дисциплин), направленных на построениецелостной модели изучаемого объекта, находявозможность перевода языка каждой из нихна язык другой, позволяет соотноситьинформацию, получаемую каждой из наук и,следовательно, интегрировать полученныезнания для выработкицелостной картины исследования.

Задача построенияцелостной системы(междисциплинарной среды)обучения в техническом вузе являетсямногоплановой, при этомвыделяются три уровняцелостности (А. Суханов). Первый, или высший уровень – это целостностьвсего фундаментального образования, какконечная цель новой парадигмы образования.Второйуровень целостности заключается всоздании отдельных единых целостныхсистем, состоящих из отдельных учебныхдисциплин, объединенных общей целевой функцией,объектом исследования, методологией,ориентированной на междисциплинарную интеграцию и обеспечивающиеобобщенное интегрированноепредставление о природе. Третий уровеньцелостности – уровень отдельных дисциплин, которые отвечаюттребованиям второго и первого уровней.

Построение целостнойсистемы обучения начнем с высшего уровня– концептуальной модели междисциплинарного знания всего высшего образования. Всовременнойнауке достаточно успешно «работает»многоуровневая концепция научных знаний, котораяв совокупности образует следующиеосновные группы методов и теорий: 1) философскиеметоды итеории; 2) общенаучныеметоды итеории исследования, которые опираются наобщенаучные понятия; 3)частнонаучные методы и теории.

Методологическойосновой интеграции является принцип всеобщей связиявлений,перенос знаний в диалогах дисциплин ивозникновение междисциплинарных научныхязыков. Воснове процесса познания лежит процессмоделирования как оптимальный иэкономичный способ фиксации научногознания (А.А. Андреев, Н.Н.Моисеев, В.А. Штофф и др.). Этосвязано с тем, что модель любого объекта(процесса, явления и т.п.) можно представитькак некий другой объект, исследование которогослужит средством для получения знания обобъекте-оригинале. Формирование моделей,основанных на едином взгляде на окружающийчеловека мир, на понятии «мир как целое»,дает возможность подвести под единуюоснову разрозненные сведения, получаемые изизучаемых предметов и явлений, а такжепозволяетсформировать систему знаний, высшей формойорганизации которой является именнотеория. Теория возникает на основенаблюдений, экспериментов, описания,классификации и обобщения фактов. Онапредполагает не только констатацию фактов и ихописание, но и объяснение, осмысление их вовсей системе данной науки. Следовательно,каждая, отдельно взятая теория,представляет фрагмент общей модели (образа)картины мира.

Такая системная точка зрения показывает,что структура междисциплинарного знаниядолжна представляться многомерной сетьювзаимосвязанных методовмоделирования,концептуальная модель которойпредставлена в тексте диссертации иявляется моделью целостногомеждисциплинарного научного знания(первый уровень), устанавливая структурные связи междуразличными научными теориями на основе«единого» (междисциплинарного) языка.Создание междисциплинарного языка вобширных областях научных теорийпредставляется перспективным направлением. Однакона современном этапе междисциплинарногопрофессионального общения таким языком служитязык геометрического моделирования(визуально-образный язык – первый языкпередачи и хранения информации).

Отметим, что необходимость второго уровняцелостности признается практически всеми, ктозанимается методологией и методикойвысшего образования. Расходятся же они, какправило, в выборе основания, по которомупредлагается осуществлять построениецелостной системы (междисциплинарнойсреды) обучения.Существенные трудности здесь связанны снедостаточным взаимопониманиемпредставителей различных наук.Использование какой-то определенной наукибудетспособствовать еще большемутерминологическому разнобою, от которого итак страдают наши науки. В диссертационномисследовании научной базой для решения проблемсовершенствования процесса обучения втехническом вузе и построения целостноймеждисциплинарнойсреды обучения нами выбранаметодологиясинергетики, поскольку синергетика впроцессе познания опирается науниверсальные общие, специальные ичастнонаучные методы, которые в своейсовокупности определяют синергетическийподход (В.И. Андреев, О.Н. Астафьева, В.Г.Буданов, В.В.Василькова, В.А. Герович, Е.Н. Князева, В.Крон, С.П. Курдюмов, И.В. Лупандин, Т.С.Назарова, И.Г. Рузавин, И.Б. Сенновский, П.И.Третьяков и др.). Характерной чертойсинергетического мировоззрения являетсяпостроение образа (модели) целостнойкартины мира, основой которой выступаютмеждисциплинарные связи между различнымиобластями знаний, выделенные послеизучения моделей различных сложныхсистем.

Основные идеисинергетической методологииобусловливаются синергетическими принципами,среди которых: незамкнутость (открытость),нелинейность, неустойчивость, динамическаяиерархичность (эмерджентность),наблюдаемость. Все принципы тесновзаимосвязаны и используются в прикладномзначении к нашему исследованию. При реализации этих принциповк процессу формирования структуры и содержанияГГО мы исходили из того, чтонаучное геометрическое знание является системой иобеспечивающим базисом всех ее составныхчастей, основными из которых выступаютнаучная геометрическаятеория и методгеометро-графическогомоделирования, лежащие в основе учебнойдисциплины (НГ), и, следовательно, являются ведущими компонентами содержанияГГО. Научноезнание – эторезультат научного познавательногопроцесса, а образовательное – это результат познания(изучения) научного знания, отраженного всодержании образования. Поэтому, отталкиваясь отконцепции развития научного геометрическогознания, можно очертить панораму развитияобразовательного геометрического знания, а, следовательно, иизменений вобновлении содержания ГГО.

В связи с изменениемпредставлений о структуре идинамике развития междисциплинарныхзнаний,выделенныесинергетические принципыформирования научного геометрическогознания, базирующегося нагеометро-графическом (визуально-образном) моделировании,обусловливают формированиеГГО, обновление его содержания (третийуровень). Отметим, что данное исследованиеявляется завершенным, но, в общем, новоесостояние общества, науки и техники могутпотребоватьновых исследований по выбору оптимальнойтехнологии обучения. На данный период, понашему мнению, предложенная методологияможет быть использована и для других общеинженерных испециальных дисциплин.

Принцип незамкнутости(открытости) подразумеваетобмен знаниями и информацией смеждисциплинарной средой,обусловливая целостную систему знаний.

Принципнелинейности представляетпроцесс нелинейного взаимодействиясистемы геометрического знания смеждисциплинарной средой, котораяявляется источником для обогащения самогогеометрического знания (посредствомпоявленияновых прикладных задач и новых направленийисследования) и, благодаря этому, геометрическоезнание формируется для умноженияпотенциала самой среды. Следовательно,прогресс геометрического знанияпроисходит как под воздействиемвнутренних потребностей развития, так ипод внешним влиянием запросов междисциплинарной среды(среди нихприсутствуют задачи,возникающие в естествознании, математике,инженерном деле, строительстве,архитектуре, экономике и др.).

Нелинейные явленияосновываются на нарушениипринципа суперпозиции (целое не есть суммаего частей), это означает, чтов содержании учебнойдисциплиныдолжны отражаться нелинейные закономерности,существующие вгеометрической науке. Внастоящее время в НГ даже нелинейныемодели, например, топографические(отображения земной поверхности) прирешении задач, аппроксимируют линейными.Тем не менее, при построениигеометрических моделей имеют место инелинейные закономерности, которыевозможны только для бесконечных множеств ипредставляются на первый взглядпарадоксальными, т.к. они не имеют аналогийв случае конечных множеств.Во-первых, речь идет о том,что собственные подмножества бесконечногомножества можно взаимно однозначноотображатьна это множество. Во-вторых, размерностьсуммы (объединения) нескольких бесконечныхмножеств принимают равной максимальной изразмерностей слагаемых. В-третьих, размерностьгеометрических подмножеств данногомножества есть величина постоянная. В самом общем виденелинейность может трактоваться какмноговариантность инепредсказуемость перехода системы изодного состояния в другое

Принципнеустойчивости трактуетсякак одно из условий и предпосылок стабильного идинамического развития системыгеометрического знания, обеспечивая егообновление за счет чувствительности квнешним воздействиям междисциплинарной среды,которая поддерживается потоком информацииизвне, обусловливая получение новых знанийв результате синтеза с междисциплинарнойсредой в единое целостноеинтегрированное знание. Периодынеустойчивости перемежаются с периодамиустойчивости, которые обеспечиваютсямногообразием, избыточностью элементов всистеме, что соответствует периодамреорганизации и организации системыгеометрических знаний.

Принцип динамическойиерархичности (эмерджентности) описываетвозникновение целостности системыгеометрических знаний, т.е.наличие у системы таких свойств, которые неприсущи составляющим элементам.Эмерджентность возникаетза счет изменений внешних условий(управляющих факторов высших иерархических уровней)воздействующих на более низкие уровнииерархии с их внутренними потребностями, приводящие кизменению геометрического знания (чтосоответственно отражается насодержании учебной дисциплины).

Принцип наблюдаемостиподчеркивает, что целостное описаниесистемы геометрического знания складывается изкомпонентов дисциплинарных картин, приэтом создается общее пространство научнойкартины мира. Возникшее пространство ведет квозникновению междисциплинарнойинтеграции, которая предполагаетвзаимосогласованное использованиепредставлений, методов и моделей дисциплинразличногопрофиля.

При рассмотренииразвития геометрического знания мыисходили из того, что синергетический подход непротиворечит и, тем более, незаменяет собой диалектический метод.Известно, что источникомразвития любой системыявляется «единство и борьба противоположностей».В качестве противоположностей выступаютустойчивый и неустойчивый характерразвития геометрическогознания. Устойчивость развития геометрическогознания заключается вразработке различных взглядов, идей, понятий,методов, теорий (содержащих определения, леммы,теоремы, доказательства), возникших ивозникающих с целью углубленного познанияотдельныхсторон материального мира.Устойчивость нарушаетсяпри случайных внешних воздействиях(появление новых фактов, не объясняемых существующей областью научного знания),обусловливаянеустойчивость. Устойчивость и неустойчивостьдиалектичны: из устойчивости вырастает неустойчивость, анеустойчивость рано илипоздно оборачивается устойчивостью,обусловленная введениемнового фактав границы развитого научного знания. За счётизбыточности система обеспечивает себе: 1)адаптивность (плавное эволюционноеразвитие с предсказуемыми изменениями,которые в итоге подводят систему кнекоторому неустойчивому состоянию); 2)одномоментный выход из критическогосостояния скачком и переход в новоеустойчивое состояние.

Таким образом, процесс эволюции геометрического знания, с точкизрения рассматриваемых принципов, представляется как неограниченнаяпоследовательность процессов самоорганизации,обусловленная повторяющейся совокупностьюпериодов развития геометрическогознания. Общая схема периода эволюции научного знания выглядит следующим образом: 1)относительное стабильное состояниесистемы геометрическогознанияутрачивает устойчивость; 2) бифуркация,обусловленная новымэлементом в системе геометрическогознания или воздействием науправляющий параметр, запускаетдинамический процесс, который приводит кдальнейшей самоорганизации системы; 3) позавершении процесса самоорганизации эволюционирующая системагеометрического знанияпереходит в новое относительноустойчивое состояние.

В диссертационнойработе проведено историко-синергетическоеисследование развития научногогеометрического знаниясоответствующее общей схеме эволюции, было выявлено, что геометрическоезнание в своем развитии прошло триисторических периода(характеристика которыхподробно описана вдиссертации) и в настоящее времяпроходит четвертый период.В каждомпериоде развития менялись методыгеометрического моделирования,приводившие к качественным изменениямгеометро-графическоймодели: первый период– графическая модельв виде рисунков; второй период – 2-мерноегеометрическое моделирование 2-мерныхобъектов(геометрия); третий период– 2-мерноегеометрическое моделирование 3-мерныхобъектов (НГ); четвертыйпериод –3-мерное моделирование 3-мерных объектов,компьютерное моделированиелинейных и нелинейных объектов свозможностью анимации(ТГМ). Каждый периодразвития геометрическогознания характеризуетсяпереходом системы через точку бифуркации,в которой эволюционный путьнаучного знания разветвляется ивыделяется новая дисциплинарная область (их может быть несколько). Следует отметить, что под геометрической моделью мы понимаем приближенноепредставление (изображение) какого-либомножества объектов, явлений внешнего мирав виде совокупности геометрическихмногообразий и отношений межу ними дляполучения новых знаний о другом объекте(оригинале).В геометрической модели отображаютсяэлементы разной размерности (в каких-либосочетаниях иотношениях между собой), имеющие своювнутреннюю структуру. Представлениегеометрической модели с помощью средствграфики (совокупность всех средств полученияизображений), в том числе и средствамикомпьютерной графики, называетсягеометро-графической моделью.

Полученные результатыпри историко-синергетическом исследованииразвитиягеометрического знания позволили сделатьвывод, что модель развития геометрического знанияявляется диалектической спиралью. В соответствии сконцепциямисовременного естествознания и философиисчитается (или является доказанным) то, чторазвитие осуществляется по диалектическойспирали, если согласно основным законамдиалектикивыявлены ипоказаны один полный виток и хотя бы частьвторого. Нами выявлено три витка (рис.1).

В результатеисследования были выделены основные путиразвития научного геометрическогознания: 1)развитие и совершенствование способов иметодов конструирования четырехмерных (и более высокойразмерности) геометрических объектов; 2) развитиетеории размерности, симметрии, пропорциональности,позволяющихстроить модели нелинейных объектов (в настоящее время этонаправление уже развивается в теориифрактальной геометрии, где рассматриваетсядробная размерность и принципысамоподобия); 3)дальнейшее проникновениетеории геометрического моделирования вразличные области человеческойдеятельности. Представленнаямодель развития научного геометрического знания позволяетосуществитьпрогнозирование развитиятакжегеометро-графического образования и егокачественные изменения, и разработатьновое содержание ГГО,которое будет обеспечиватьмеждисциплинарную среду втехническомвузе посредствомрешения инженерно-геометрических задач.

Существеннойособенностью дидактического синтезаявляется то, что определенный материал непросто актуализируется или обобщается, какэто имеет место на уровнемежпредметных связей, авпервые изучается в рамках конкретнойдисциплины.В связи с этим в интеграции содержанияобразования особую роль играютобщедидактическиепринципы, обусловливающие основныенаправления формирования ГГО, средикоторых принципы научности,фундаментальности, системности,систематичности и последовательности,связи теории с практикой, профессиональнойнаправленности, наглядности (приразработке и обосновании принципов мыисходили, прежде всего, из требованийпрофессии к геометро-графической подготовкеспециалиста).

Проблемаинтеграции дисциплин содержитязыковой аспект, ее острота может быть взначительной степени снята за счетвведения в содержание обучения способов переводавысказываний с одного научного языка надругой, одним из которых может служитьметод геометрического моделирования иливизуально-образный язык как первый языкмеждисциплинарного общения. Анализу этогоаспекта, основанного на фундаментальныхпредставлениях семиотики, психологии ипедагогики, посвящен отдельный раздел 2-йглавы диссертации. Показано, что проблема интеграции дисциплин содержитязыковой аспект, и что ее острота можетбыть в значительной степени снята за счетвведения в содержание обучения способовперевода высказываний с одного научногоязыка на другой, одним из которых можетслужитьметод геометрического моделирования иливизуально-образный язык как первый языкмеждисциплинарного общения. В работе детальнорассмотрен семантический аспект (знаковая система каксовокупность смысловых средств) научныхязыков.Следует отметить, что человеческие знания,выраженные с помощью любого письменногоязыка, условно можноразделить на две части:декларативные (описательные) и процедурные(алгоритмические, технологические).Изложение декларативных знаний на практике не всегдаудается, однако дляотображения технологических знаний,применяемых на практике, можноиспользовать один и тот же язык, общий длявсех научных и учебных дисциплин,позволяющий выражать любыетехнологические знания в любой предметнойобласти, представляемые моделямисемантической организацииинформации. Проведен анализинвариантных и специфических характеристик категорийи понятий, обеспечивающих связи всодержанииучебных дисциплин.

Спроектированнаямодель подготовкиспециалистов техническихнаправлений (рис. 2) содержит следующиевзаимосвязанные блоки:управления, содержательный,процессуальный, результативный (итоговый).Блок управления определяеттребования к организации рассматриваемогопроцесса и включает три компонента:нормативный, целевой и научногообеспечения.

Задачи
Решение задач целеполагания инаучного обеспечения
Формирование механизмовфункционирования
Определение состава и структурысодержания ГГО
Разработка управляющих параметровфункционирования и развития системы

Рис. 2.Модель подготовки специалиста техническихнаправлений

В качестве основной цели,однозначно определяющей результат подготовки специалистатехнических направлений, мырассматриваем формированиемеждисциплинарнойкомпетентности. В контекстеисследования основная цель соотносится с конкретнойцелью геометро-графической подготовкистудентов технического вуза, в качестве которой выступает формированиепрофессиональной геометро-графическойкомпетентности. Содержательный блок, связывая блок управления спроцессуальным, определяет содержательныеособенности последнего и включает функциимеждисциплинарной интеграции (повышаетуровень компетентности будущих инженеров),три основныхуровня реализации интеграции ипедагогические условия. Приопределении педагогических условийэффективности рассматриваемого процессаподготовки специалиста мы учитываливлияние следующих факторов: социальногозаказа общества системе профессиональногообразования будущих инженеров в аспектеисследуемой проблемы; необходимостьреализации основных положений рассматриваемыхметодологических подходов; результатыконстатирующего эксперимента.

Процессуальный блокопределяет в общем случаенеобходимый наборучебныхдисциплин (по определенному направлению) иустановления логических связей между ними науровне тем, разделов и учебных элементов, т.е. построение вариативной составляющей. Построение вариативнойсоставляющей переводит формированиеструктуры во внутренний аспект,представляющий собой содержание ГГО, воснове которого выделяются инвариантныепонятия, методы, законы, явления, а также языкмеждисциплинарного геометро-графического моделирования.Интеграцияфундаментальной ивариативной составляющихобусловливает междисциплинарнуюсоставляющую.Междисциплинарная составляющая включает междисциплинарнуюинтеграцию геометро-графических ипрофессиональных методов моделирования, интеграциюгеометро-графических и профессиональныхзнаний (компетенций), а также новыетребования к специалисту (путеммеждисциплинарной интеграции).Результативный блок осуществляет диагностику качестваподготовкиспециалистов технических направлений иуровень сформированностимеждисциплинарной компетентности.

Предлагаемая модельпроектирования подготовки специалистовтехнических вузов характеризуетсяцелостностью, т.к. все указанные блокивзаимосвязаны между собой, несут определеннуюсмысловую нагрузку и работают на конечныйрезультат–достижение специалистом техническогопрофиля более высокого уровняпрофессиональной компетентности;прагматичностью, т.к. модель выступаетсредствоморганизации практических действий,направленных на формирование компетентностибудущего специалиста; открытостью, т.к.модель встроена в контекст образовательногопроцесса будущего специалиста втехническом университете.

В третьей главе«Реализация концепцииформирования структуры и содержаниягеометро-графического образования втехническом вузе в условиях интеграции собщеинженерными и специальнымидисциплинами» нами рассматривается реализация интеграции дисциплин, содержащейязыковой аспект, а именно, введение всодержание ГГО способов переводавысказываний с одного научного языка надругой, одним из которых служит методгеометрического моделирования(визуально-образный язык). Основываясь нарезультатах 2-й главы о том, чточеловеческие знания, выраженные с помощьюлюбого письменного языка, условно можноразделить на декларативные (описательные)и процедурные (алгоритмические,технологические) знания, изложениедекларативных знаний на практике не всегдаудается. Реализация концепции интеграциибазируется на разработке алгоритмическихзнаний, обеспечивающих формирование общихструктур и схем, позволяющих выработатьобщий подход к решению задач, обусловливаятем самым общий метод решения задач вразличных сферах нашей действительности.Более того, овладение общими приемамирешения задач, позволяет формироватьприемы умственной деятельности поовладению общими схемами действий:усвоение приема – самостоятельное его применение– перенос нановые ситуации. Именновладениетаким подходом обеспечивает специалистуспособность активно и самостоятельнопользоваться научными знаниями длярешения профессиональных задач и, вчастности,инженерно-геометрических.Среди основных методическихприемов обучения, применяемых в условияхинтеграции геометро-графических,общеинженерных и специальных дисциплин,нами выделены следующие: решениеинженерно-геометрических задач,организация форм обучения, использующихпрактические механизмы интеграции.

Наряду с требованиямипрофессиональных задач, которые долженрешать специалист, предъявляется рядтребований к его интеллектуальномуразвитию, к его способностям охватить сутьпроблемы, способность видеть оптимальныеспособы еерешения, выхода на практические задачи,прогнозирование. Такой подход кпрофессиональному интеллекту требуетразработки специальных информационныхмоделей для организации обучения, т.е.передачи системы профессионально востребованныхзнаний и организации их усвоения. Именноинформационные модели организациипроцесса обучения позволяют выработатьобщий подход к решению любой задачи, и вдействительности является общей модельюметода (способа, приема) большинстватехнических, научных, практических идругих задач, которые окружают человека напротяжении всей его жизни.

Проблема заключаетсяв отборе и структурировании содержанияпрофессионального образования, что являетсяпреимущественной компетенцией педагогики, а также в решении психологических проблемформирования и функционированиязнаний на основе информационно-когнитивногоподхода к содержаниюГГО, ориентирующегоформирование содержания ГГО с позицийэффективной презентации учебнойинформации и составляющих ее компонентов вмногообразии их связей и отношений,представленных в видеинформационно-когнитивной модели,основаннойна когнитивных структурах исхемах, посколькуэффективность презентации учебнойинформации зависит от когнитивных методовпредставления этой информации. Но этого еще недостаточно. Вместес тем важнейшим элементом современного высшегопрофессионального образования являетсяметодологическая подготовка. Развитиенауки и практики достигли такого уровня,что студент не в силахусвоить и запомнить всю необходимуюинформацию для своейбудущей работы. Поэтому, с одной стороны,ему лучше усваивать такой материал,который при своем минимальном количествевооружит его максимальным количествоминформации,и, с другой, – позволит в дальнейшем успешноработать в ряде областей. Именно системныезнания об изучаемом предмете являютсяодним из таких важных вопросов профессиональногообразования, в котором и решаются задачиприобретения нужных, доступных ипрактически ориентированных знаний.

В этой связиразработаны психолого-педагогическиеосновы обучения геометро-графическомумоделированию в аспекте формированиясистемных знаний на уровне ориентировки вовсем комплексе междисциплинарных связейна основе информационно-когнитивногоподхода. Психолого-педагогический анализзнаний в аспектеинформационно-когнитивного подходавыявил, что знания трактуются какинформация, которую человекперерабатывает в процессе своейдеятельности. Эффективность переработкиинформации зависит от организациисоответствующих когнитивных структур.Такая организация подразумеваеткодирование (фиксацию) обрабатываемойинформации. При этом, проводя анализорганизации когнитивных структур,оказывается целесообразным исходить изпонятия семантической памяти. Всемантической памяти любое понятие (слово,высказывание) выступает как узел, которыйсвязан с другими узлами функциональнымиотношениями, образуя семантическую сеть,называемую моделью семантическойорганизации информации. Такие модели весьмаразнообразны. В арсенале когнитивнойпсихологии имеются кластерные модели,групповые модели, модели сравнительныхсемантических признаков, пропозициональные сети,сетевые модели и др. Их организация иструктурирование основаны на содержательном описаниипонятий ислов, обозначающих эти понятия и составляющих содержаниесемантической памяти. Большое значение моделейсемантических сетей заключается в том, чтоони представляют собой не только средухранения информации, но иструктуру, на основекоторой строятся модели мышления.

За основумоделирования системыгеометро-графических знаний висследовании взяты пропозициональные сети исетевые модели. Общий случай построенияэтих моделей представляется следующимобразом. Узлы семантической сети отображают отдельныепонятия (высказывания), связи между узлами– отношениямеждупонятиями (высказываниями). При такомподходе каждое понятие (узел) обладает наборомсвойств (характеристик, атрибутов). Функциячасти атрибутов заключается вустановлении различных типов связей сдругими узлами (понятиями) семантической сети.Например, дляалгоритмических геометро-графическихзадач в качестве сети (связь между исходнымданным и результатом решения) являетсяалгоритм.

Структуресемантической сети присуще свойствопостоянной реорганизации. В зависимости отрешаемых проблем и дисциплинарныхобластей список узлов ифункциональныххарактеристик атрибутов должен меняться. В одних условияхопираются на одни свойства объекта, вдругих условиях –на другие. Наэтом эффектеосновано разнообразие человеческойдеятельности.

В учебном курсе НГпервой являетсяпроблема построениягеометро-графической модели, на которойзатем решаются соответствующие задачи. Дляполучениясемантической сети построениягеометро-графическоймодели или сети решения задач необходимо установитьзависимость между условиемзадачи (исходным, данным) иискомым (результатом решения). Проблемаполучения семантической сети включает дваосновных этапа: построение сети условиязадачи (компонентный состависходных данных) и построение набора отношений,соединяющихсеть условия с сетью искомого. Первый изэтих этапов содержит операцию созданиясети организованного списка понятий,второй –построение сети связей между имеющимисяданными и желаемыми свойствами,составляющими решение задачи.

Существенную рольиграет выбор списка понятий. Это связано соследующим. Идея о том, что слова всемантической памяти хранятся в виденекоторой иерархии, приводят к тому, чтоможно некоторые понятия, которымипользуется начертательная геометрия,представлять в виде такой иерархии. Этипонятия состоят из единиц и свойств иобъединены множеством ассоциативныхсвязей. Признаки этих понятий позволяютвыделить два типа понятий. Во-первых, этопонятия, которые опираются на обобщенные сенсорныесвойства объектов и называются сенсорнымипонятиями (точка, прямая,плоскость, поверхность и т.п.). Во-вторых, следует выделить понятия,основанные на выделении функциональныхсвязей, которые объединяют объекты ссамым различным внешним видом по принципувыполнения ими одинаковой функции. Этипонятия называются категориальными. Длякурса НГ категориальнымипонятиями являютсягеометрическиемножества, афункциональными характеристиками (атрибутами)– тот илииной алгоритм, который можно ассоциировать скакими-либо геометрическиммножеством. Таким образом,учебный материал по решению задач начертательной геометриипредставляется в видекатегориальных понятий – геометрических множеств.

Порядок получениягеометро-графической модели различнойразмерности и различнойструктуры основан напостроении пропозициональнойсемантической сети. Для этого задаетсяпропозициональное переменное(высказывательное переменное,пропозиция), определяющее основныекомпоненты геометро-графической модели,которые, в свою очередь, интерпретируюткатегориальное понятие. В результатевыстраивается семантическаяпропозициональная сеть, приводящая ксоответствующей конструкциигеометро-графической модели в зависимостиот выбранного категориального понятия.Все составляющие компоненты семантическойпропозициональной сетисведены в табл.1.

Таблица 1

Пропозициональнаясеть геометро-графическихмоделей

Второй этаппостроения пропозициональной сетиконструирования геометро-графическоймодели включает модификациюкатегориальных понятий в соответствии с желаемымитребованиями, предъявляемыми к модели(наглядность, метрика, размерность,структура и др.). При построении любойгеометрической модели важно выполнить триосновных этапа, которые для удобстваусловно называются геометрическойтриадой: 1) параметризация заключается в выявлениисоответствия между размерностьюпространства оригинала и размерностьюпространства модели (размерности должныбыть равны); 2) выделениебазы заключается в определении оригинала,геометро-графическоймодели, носителя модели и аппаратаотображения;3) декомпозиция общего случая есть процесспоследовательной замены характеристикбазы. Втексте диссертации приводитсясистематизация всех моделей, изучаемых вкурсе НГ, на пропозициональном принципе.Студент,получивший информацию в таком виде, сможетконструировать любые другие модели,заменяя составные части этого алгоритма.

Решение задачи опостроении геометро-графической моделипозволяет отображать различные геометрическиефигуры и решать на них алгоритмические и эвристическиезадачи. В диссертациипостроена семантическаясеть решения позиционных задач, основанная на систематизациикатегориальных понятий вНГ. В основу систематизациикатегориальных понятийбыл положен принципрезультативности логической операцииконъюнкции этих понятий (геометрическихмножеств).Это позволило задать иерархическуюсистему геометрических множеств попризнакувзаимного расположения относительно другдруга и выявить несколько основных блоков(узлов). Эти узлы (геометрические множества)по принципу выполняемой ими одинаковой функции,связаны между собой алгоритмами (эти алгоритмысформулированы в диссертации). Такимобразом, получилась сеть понятий, связанных попринципу алгоритмизации, то есть вкачестве функциональных характеристикатрибутов, связывающих эти узлы междусобой, являются алгоритмы. Разработаннаясемантическая сеть решениязадач позволяет найти ипостроить последовательность от условиязадачи через алгоритм к ее решению. В заключении данной главыразработаны основные приемы и семантическая сеть решения эвристических геометро-графических задач (рис. 3).

В четвертойглаве «Опытно-поисковая работа: организация и результаты»приводятся результаты опытно-поисковойработы, состоящей изконстатирующего, формирующего иобобщающего этапов. Целью опытно-поисковой работы была проверкасформулированной намигипотезы. В ходе поисковойдеятельности дан анализ полученныхрезультатов, их интерпретация и обработкаметодами математической статистики.

На первом – констатирующемэтапе задачамиопытно-поисковой работыявлялись:выявление значимости проблемы интеграциигеометро-графических, общеинженерных испецдисциплин, нахождениеядра производственно-инновационной инженерной деятельности, определение степениудовлетворенности состоянием даннойпроблемы в вузе; анализ путей реализациипроцесса интеграции дисциплин впроцессе обучения в техническомвузе.

На втором –формирующем этапе задачейопытно-поисковой работыявлялось: сравнениегеометро-графических компетентностейбудущих специалистов инженерного профиля,обучающихся по традиционной ипредложенной новой схеме обученияначертательной геометрии студентов пометодике использования междисциплинарногоподхода к формированию содержанияГГО.

На третьем – обобщающем этапе проводиласьобработка и обобщение результатовопытно-поисковой работы, формулированиевыводов и рекомендаций. Этот этап былнаправлен на сопоставление прогнозируемыхи полученных в практической работе результатов, на ихосмысление и внесение окончательныхкорректив втеоретические положения исследования иразработанные для практическогоприменения методические и дидактическиематериалы.

Для решения задачконстатирующего этапа мы спомощью анкетного опроса, бесед инаблюдений, проведенных среди преподавателей истудентов, проанализировали кругпроблем, связанных с вопросами прикладногоиспользования геометро-графическогоаппарата при решении инженерных задач, темсамым, определяя соответствие геометро-графическогокурса общей инженерной подготовке, находяпути повышения эффективностииспользования геометро-графических знанийи выявляя значимость междисциплинарнойинтеграции геометро-графических испециально-техническихдисциплин. Внашем исследовании участвовало 53преподавателя (из них профессоров,докторов наук 18, доцентов, кандидатовнаук 25 и старшихпреподавателей 10) и 75 студентов 4-5-х курсов Уральскогогосударственного горного университета.Респонденты отвечали на ряд вопросов,среди которых нами выделены: 1)«Используете ли Вы геометро-графическиемодели при решении задач по Вашейспециальности?»; 2) «Считаете ли Вы, чтоумение использовать методыгеометрического моделирования (скомпьютерной визуализацией) являетсяважной составляющей Вашей специальности?»;3) «Соответствует ли содержаниегеометро-графических дисциплин содержаниюспециальных дисциплин, преподаваемых на Вашейкафедре?»; 4) «Следует ли увеличить степеньпрофессиональной направленности решаемыхзадач в курсе геометро-графическихдисциплин (в соответствии со специальностью), в томчисле с использованием компьютеров?»; 5)«Может ли, по Вашему мнению,проектно-конструкторская деятельность,базирующаяся на геометрическоммоделировании (в том числе с компьютернойвизуализацией), являться синтезирующимоснованием производственно-инновационнойдеятельности, обусловливая хранение,передачу, генерирования информации иобъединяявсе стадии инновационного процесса? Результатыанкетного опроса представлены нарис.4.

На основании анализапроведенного исследования, констатирующийэтап опытно-поисковой работы, позволил намсделать следующиевыводы:

1. Проблема интеграции геометро-графических исмежно-техническихдисциплин является одной изважнейших в современном процессеобучения. Вполне согласуется с мнением преподавателей истудентов в отношении нацеленностигеометро-графического образования на решениечастных проблем абстрактногогеометрического характера. Крайне мало вниманияпреподаватели кафедрыграфики нашего университета уделяютпрофессиональным проблемам, что существенносужает горизонты геометро-графическогообразованияи объясняет невнимание к этим проблемамстудентов. Очевидно, чтокачество освоения преподавателямитехнического университета содержания ГГОоказывает непосредственное влияние и на восприятиеэтого содержания студентами.
2. Повышениеэффективности содержания ГГО связано сприкладным использованиемгеометро-графического аппарата, что имеетоснования к педагогической разработкеструктуры и содержания ГГО, с цельюформирования целостного представления обудущейспециальности. Это доказываетнеобходимость совершенствованияпостроения геометро-графического курса на основемеждисциплинарного подхода к образованиюстудентовинженерного направления.
3. Интеграция геометро-графических, общеинженерных и специальныхдисциплин,эффективна, если учебныезадачи соответствуют содержанию инженерных задач сучетом инновационных разработоквыпускающей кафедры и других смежных кафедр.
4. Геометро-графическое моделированиеявляется ядромпроизводственно-инновационнойдеятельности специалиста различныхтехнических направлений.
5. Подготовка специалистовтехнического профиля должна базироватьсяна фундаментальном материале, позволяющемспециалисту свободно ориентироваться ввопросах конструированиягеометро-графических моделей и свободновладеть различными графическими программами. Созданиекомпьютерной геометрической модели влюбой графической программе основывается натеоретическом материале, а интерфейсмногих графических редакторов подобен (т.е.поработав с одной программе, нет особойсложности научиться другой). Следовательно,приоритетным направлением в формировании ГГОвтуза, в аспекте формирования междисциплинарныхкомпетентностей, должны стать фундаментальные знания поконструированиюгеометро-графических моделей, твердыенавыки создания геометрических образовпрофессиональных объектов на различнойнаглядной основе и динамическогооперирования ими.
6. Освоение и опыт формообразования засчет синтеза геометро-графических типовыхэлементов на профессиональноориентированном материале, анализарассматриваемого объекта с точки зренияего характеристик, опосредованныхграфическимизображением, требуетнавыков перекодирования получаемойинформации в визуально-образное представление, умения оперировать (решатьзадачи)геометро-графическими методами.

В ходе проведенияформирующего этапа опытно-поисковойработы была подтверждена адекватность применениямеждисциплинарного подхода в процессеизучения НГна основе изучения методовгеометрического моделирования. Для подтверждения наличия динамикиповышения уровня геометро-графическойкомпетентности были проведены два срезана данном этапе исследованияпо результатам сдачи экзаменационной сессии поначертательной геометрии в2008-2009 годах, средние результаты которыхпредставлены на рис. 5.Оценивались результаты ответастудентов наэкзаменационный билет, состоящий изтеоретического вопроса и двух задач(алгоритмического и комплексногохарактера). Результатыстатистической обработки данныхформирующего этапа по выявлению геометро-графическихкомпетентностей будущихспециалистов инженерного профиля,обучающихся по традиционной и предложеннойновой схеме, позволил сравнить результатыобучения НГпо методике использованиямеждисциплинарного подхода (экспериментальныйпоток), сгеометро-графическимикомпетентностями техстудентов, которые обучались по традиционной схеме обучения(контрольныйпоток).

Результатыстатистической обработки полученныхданных с использованиемобщепринятого критерия () подтвердили эффективностьметодики обучения, основанной намеждисциплинарном подходе к формированиюсодержания геометро-графического образования посравнению с традиционной методикойобучения, а также подтвердили гипотезу овозможности реализациимеждисциплинарного подхода в обучениигеометро-графическим дисциплинам (с ихтеоретическим ядром – ТГМ) во втузе путем организациисодержания геометро-графическогообразования.

Результаты опытно-поисковой работы подтвердили верность сформулированной намигипотезы, а также убеждают в том, что обоснованныенами в ходе теоретического исследованияпедагогические выводы являютсянеобходимыми и достаточными для формирования структуры и содержания ГГО в техническомвузе на основемеждисциплинарного подхода.

Заключение

Основнымирезультатами исследования являютсяследующие.

Результатыметодологического характера:

1. В ходе исследованиябыло установлено, чтопроблема формирования структуры и содержанияГГО в техническом вузе с учетомреализацииинтеграции дисциплин, а также с учетом индивидуальностистудентов и их будущей профессиональнойдеятельности является актуальной впедагогической теории и практике. В рамкахданной диссертационной работы полученоподтверждение необходимости и возможности ее решения.Создана междисциплинарная концепциягеометро-графического образования втехническом вузе с систематизирующим ядром – ТГМ, направленнаяна развитие визуально-образного мышления,формирование междисциплинарных компетентностей студентов.В качестве основного подхода предложенмеждисциплинарный подход.

2. Междисциплинарныйподход есть совокупность концептуальныхположений,определяющих способность системыобразования предоставлять обучаемымдостаточно большое многообразиеполноценных, качественно специфичных ипривлекательных вариантовгеометро-графических образовательныхтраекторий, учитывающих специфику будущейспециальности.

3. На основекомплексного исследования философских,теоретико-модельных,предметно-методических аспектовмеждисциплинарной методологииразработана концептуальная модельцелостного научного знания (первый иливысший уровень), целью, которой являетсясоздание «единой» науки, объединяющейразличные теории на основе «единого» языка.Показано, что на современном этапе этамодель может быть реализована виспользовании одного из языковпрофессионального общения – языкагеометрического моделирования(визуально-образного языка).

Установлено, что воснове процесса познания лежит процессмоделирования, а характерной чертоймеждисциплинарного мировоззрения ссоответствующим ему принципом интеграцииразличных областей знаний являетсяпостроение модели целостной картины мира.На основе междисциплинарного подхода к ГГОразработанысодержание, структура и методы обучениясовременной НГ (ТГМ).

Результатынаучно-теоретического характера, связанные с разработкой методическойсистемы обучения геометро-графическогообразования в техническом вузе.

1. Разработана модельинженера с учетом развития инженернойдеятельности адекватной современнымтребованиям к уровню общей ипрофессиональной подготовки выпускников,основные компоненты которой: цельдеятельности, связь с наукой, субъект,объект, праксеологический аспект.

2. Исследована рольгеометрических структур как основыстратегии отбора содержания современногокурса ТГМ, интегрированной основой которыхявляется единый предмет изучения –геометро-графическая модель, а средствоминтеграции выступает визуально-образныйгеометрический язык.

3. Исследованыдидактические принципы структурированиясодержания междисциплинарногогеометро-графического образованиястудентов, основанные на структурах и схемах, которыеобеспечивают специалистуспособность активно и самостоятельнопользоваться научными знаниями длярешения профессиональных задач.

4. Сформированкомпактный теоретический базис,включающий: обобщенные концепции и моделимышления при решении геометрических задач,уточненный категориально-понятийныйаппарат, обеспечивающий высокий уровеньпрофессиональной грамотности.

5. Выявленатеоретико-технологическая общность задачразных типов для снятия существующего у обучающихсяпсихолого-познавательного барьера,проявляющегося при переходе от учебныхк реальным производственнымзадачам.

6. Разработанадаптированныйпонятийно-терминологический состав ТГМ,обеспечивающий связи в содержании учебныхдисциплин; проведен анализ инвариантных испецифических характеристик категорий ипонятий (ключевых слов, концептов).

Результаты, связанныес непосредственной разработкой методикиобучения ТГМ:

1. Проанализированыособенностей методики обучения,разработана инвариантная часть содержанияпрофильного обучения ТГМ, а такжевариативная составляющая, направленная на развитиемеждисциплинарных компетентностей.

2. Разработанаклассификация существующих задачгеометро-графического моделирования,направленных на реализациюмеждисциплинарных функций геометро-графического образования,способствующими формированиюпрофессиональной грамотности, сиспользованием когнитивных структур: а)пропозиций (ключевые слова, концепты,образующие в совокупности систему (сеть)знания); б)категориальные понятия (понятия,объединяющие объекты с самым различнымвнешним видом по принципу выполнения имиодинаковой функции).

3.Разработана методикарешения геометро-графических задач наоснове когнитивных структур при решениизадач.

Практическиерезультаты:

1. Разработано и апробированокомплексное научно-методическоеобеспечениепроцесса обучения геометро-графическимдисциплинам студентов, включающее разработкупрограмм дисциплин геометро-графическогоцикла, элективных курсов, учебных пособий иметодических рекомендаций,диагностических материалов для студентов техническихнаправлений с учетоммеждисциплинарного подхода.

2. Подготовленоучебно-методическое пособие для студентовнепрофильной творческойспециальности длятехнического вуза («Художественноепроектирование ювелирных изделий»).

3. Разработано учебно-методическоепособие и задания по компьютерномумоделированию для студентов инженерныхспециальностей, которое может бытьиспользовано специалистами различныхпрофилей как методические рекомендациидля самостоятельного обучения.

4. Разработаны новыеметодические формы проведенияпрактических занятий по инженернойграфике с использованиемкомпьютеров.

5. Разработанная в ходе исследованиямодель подготовки будущего специалиста техническихнаправлений использована в качествебазовой при формировании учебного планаспециальности «Реклама», которая открыта под руководством автора данногоисследования специальность вУральском государственном горном университете набазе кафедры «Инженернаяграфика». Учебный план специальности«Реклама» основан намеждисциплинарной взаимосвязиестественных, общетехнических,гуманитарных, социально-экономических испециальных дисциплин, универсальнымбазисом которой выступаетвизуально-образная модель.

6. Разработанная модель подготовкибудущих инженеров может быть использована в качествебазовой при формировании аналогичныхмеждисциплинарных построений учебногоплана технических специальностей всовременных условиях развития техническихуниверситетов.

7. Совокупность основных компонентовГГО (предметно-содержательный,профессионально-деятельностный,личностный), являющихся инструментариемпрофессиональной подготовки специалистовтехнического профиля, внедрена в учебныйпроцесс вузов г. Екатеринбурга (УГГУ,УрГАХА, УГТУ), а также может бытьиспользована в процессе совершенствованияФГОСа третьего поколения в системе высшегопрофессионального техническогообразования.

8. Результаты исследованияиспользуются в учебном процессе приобучении геометрическому моделированию(включая компьютерную графику), в системеповышенияквалификации работниковвысшей школы, а также могутиспользоваться в дальнейших исследованияхпо проблемам междисциплинарногообразования, разворачивающихся в руслемировых тенденций.

Практическаяреализация и экспериментальная проверкаподтверждает результаты теоретическихисследований и правильность выбраннойгипотезы для достижения поставленной цели.Установлено, что разработанная концепция иее применение позволяют организоватьучебный процесс, способствующий: обеспечениюинформационной целостности и повышениюмировоззренческой направленности обученияв техническом вузе; повышению методологическогоуровня преподавания, характеризующегосяпереходом от предметно содержательногостиляобучениягеометро-графическим дисциплинам к формированию способностей геометрическогомоделирования и способоввизуально-образного мышления; повышениюинтегративности получаемых знаний иовладению обобщенными видамидеятельности; росту профессиональной мобильнойнаправленности обучения,связанной с решениемпрофессиональных задач.

ПУБЛИКАЦИИ АВТОРА ПОТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Монографии

1. Шангина, Е.И.Междисциплинарный подход к теории ипрактике современного образования [Текст] / Е.И.Шангина. –Екатеринбург: Изд-во УрГУ, 2007. – 312 с. (19,5п.л.).
2. Шангина, Е.И.Когнитивные процессы при решениигеометрических задач: монография [Текст] /Е.И. Шангина; Урал. гос. горный ун-т. – Екатеринбург, 2006.– Библиогр.:29 назв. –Рус. - Деп. в ВИНИТИ 31.08.2006, №1112 – В 2006. – 72 с. (4,5п.л.).
3. Шангина, Е.И.Объективные основы междисциплинарнойинтеграции, реализующие формирование содержаниягеометро-графического образования. //Современныепроблемы математического образования:вопросы теории и практики [Текст] / Е.И. Шангина:коллект. монография / […Э.К. Брейтигам идр.]; под общ.ред. проф. И.Г. Липатниковой. – Екатеринбург:УрГПУ, 2010. – С 49-65 (1,3 п.л.).

Статьи в изданиях,рекомендованных ВАК РФ

4. Шангина, Е.И.Междисциплинарная интеграция как средствоформирования геометро-графическогообразования [Текст] / Е.И. Шангина //Сибирскийпедагогический журнал. – Новосибирск, 2010. -№1. - С. 66-73 (0,4 п.л.).
5. Шангина, Е.И.,Якунин, В.И. Педагогические возможностиинформатизации геометро-графическогообразования [Текст] / Е.И. Шангина //Информатика иобразование. – М., 2010. - №5. - С. 103-106.(0,4 п.л., авт. вклад 50%).
6. Шангина, Е.И.Концепция развития геометро-графическогообразования[Текст] / Е.И. Шангина // Сибирскийпедагогический журнал. - Новосибирск, 2008. - №3. - С.104-113. (0,9 п.л.).
7. Шангина, Е.И.Актуальные проблемы геометро-графическогообразования[Текст] / Е.И. Шангина // Сибирскийпедагогический журнал.- Новосибирск, 2008. - №4. - С.77-83. (0,7 п.л.).
8. Шангина, Е.И.Педагогическое проектирование содержанияподготовки инженерных кадров [Текст] / Е.И.Шангина // Высшее образование сегодня. М.,2008. - №11. С. 44-47. (0,5 п.л.).
9. Шангина, Е.И.Проблемы и тенденции развитиягеометро-графической подготовки в высшемобразовании [Текст] / Е.И. Шангина //Образование и наука. Известия УрО РАО. 2009.– №2 (59). С.58-63. (0,4 п.л.).
10. Шангина, Е.И.Формирование многоуровневой структурыспециальности в современных условияхразвития технического университета [Текст]/ Е.И. Шангина // Сибирский педагогическийжурнал. –Новосибирск, 2008. - №14. - С. 133-140. (0,4 п.л.).
11. Шангина, Е.И.Формирование системы представлений оначертательной геометрии [Текст] / Е.И. Шангина// Высшее образование сегодня. 2008. - №4. С. 78-80.(0,4 п.л.).
12. Шангина, Е.И.Геометро-графическая подготовка студентовв техническом университете [Текст] / Е.И.Шангина // Информатика и образование.– М., 2009. - №7.- С.120-122. (0,3 п.л.).
13. Шангина, Е.И.Современное состояниегеометро-графической подготовки студентовтехнических вузов [Текст] / Е.И. Шангина //Казанский педагогический журнал. 2009.- № 7-8. С. 5-11. (0,5п.л.).
14. Шангина, Е.И.Тенденции развития геометро-графическойподготовки в техническом университете[Текст] / Е.И. Шангина // Вестник УниверситетаРоссийской академии образования. – М., 2009. - №2. - С. 75-81.(0,3 п.л.).
15. Шангина, Е.И.Проблемы подготовки будущих инженеров всовременныхусловиях [Текст] / Е.И. Шангина // Сибирскийпедагогический журнал. – Новосибирск, 2008. - №15.- С. 64-75. (0,7 п.л.).

Учебные иметодические пособия

16. Шангина, Е.И. Инженернаяграфика. / Задачи и решения:Учебно-методическое пособие, гриф УМО[Текст] / Е.И. Шангина – Екатеринбург:Изд-во УГГУ, 2005. – 129 с., ил. (8 п.л.).
17. Шангина, Е.И.Инженерная графика. / Теория и приложения:Учебно-методическое пособие, гриф УМО.[Текст] / Е.И. Шангина – Екатеринбург:Изд-во УГГУ, 2005. – 256 с., ил. (16 п.л.).
18. Шангина, Е.И.Компьютерная графика: Учебное пособие,гриф УМО [Текст] / Е.И. Шангина – Екатеринбург:Изд-во УГГУ, 2006. – 189 с., ил. (23,6 п.л.).
19. Шангина Е.И.,Бабич, В.Н. Начертательная геометрия впроекциях с числовыми отметками.Учебно-методическое пособие [Текст] / Е.И.Шангина –Екатеринбург: Изд-во УГГГА, 1999. – 152 с., ил. (9,5 п.л.,авт. вклад 50%).
20. Шангина, Е.И.,Самохвалов, Ю.И. Начертательная геометрия.Инженерная графика. Учебно-методическоепособие [Текст] /Е.И. Шангина – Екатеринбург:Изд-во УГГГА, 2002. – 88 с., ил. (5,5 п.л., авт. вклад50%).
21. Шангина, Е.И.Методическое пособие по выполнениюиндивидуальной графической работы «Эпюр 1» подисциплине «Начертательная геометрия.Инженернаяграфика» для студентов направления 553200– «Геологияи разведка полезных ископаемых» [Текст] /Е.И. Шангина – Екатеринбург: Изд-во УГГГА, 2003.– 20 с., ил. (1,3п.л.).
22. Шангина, Е.И.Методическое пособие по выполнениюиндивидуальной графической работы «Эпюр 2» подисциплине «Начертательная геометрия.Инженернаяграфика» для студентов направления 553200– «Геологияи разведка полезных ископаемых» [Текст] /Е.И. Шангина – Екатеринбург: Изд-во УГГГА, 2003.– 24 с., ил. (1,5п.л.).
23. Шангина, Е.И.Методическое пособие по выполнениюиндивидуальной графической работы «Эпюр 3» подисциплине «Начертательная геометрия.Инженернаяграфика» для студентов направления 553200– «Геологияи разведка полезных ископаемых» [Текст] /Е.И. Шангина – Екатеринбург: Изд-во УГГГА, 2003.– 24 с. (1,5п.л.).
24. Шангина, Е.И.,Бабич, В.Н. Методическое пособие повыполнению индивидуальной графической работы «Блок- диаграмма» по дисциплине«Начертательная геометрия. Инженерная графика»для студентов направления 553200 – «Геология и разведкаполезных ископаемых» [Текст] / Е.И. Шангина–Екатеринбург: Изд-во УГГГА, 2003. – 16 с., ил. (0,9 п.л.,авт. вклад 50%).

Научные статьи итезисы

25. Шангина, Е.И.Междисциплинарная интеграция как средствоинновационной деятельности техническогоуниверситета [Текст] / Е.И. Шангина //Образование и культура в развитиисовременного общества: материалымеждународной научно-практической конференции.Часть 1 –Новосибирск: Изд-во ООО «БАК», 2009. – С. 13-20. (0,5п.л.).
26. Шангина, Е.И.Основы фундаментализации современноговысшего профессионального образования [Текст] /Е.И. Шангина // Проблемы и методикапреподавания естественнонаучных иматематических дисциплин: МатериалыIIIВсероссийской научно-практическойконференции. – Екатеринбург: Изд-во Уральскогоинститутаэкономики, управления и права, 2007. – С. 228-231. (0,3п.л.).
27. Шангина, Е.И.Концепция графического образованиястудентов высшей школы в современныхусловиях [Текст] /Е.И. Шангина // Состояние,проблемы и тенденции развития графическойподготовки в высшей школе. Сб. трудовВсероссийского совещания заведующихкафедрами графики. Челябинск. 2007. – С. 192-200. (0,6п.л.).
28. Шангина, Е.И.Современная методика преподаванияграфических дисциплин [Текст] / Е.И. Шангина// Актуальные вопросы обучения молодёжиграфическим дисциплинам: материалы V Всероссийскойнаучно-методической конференции. – Рыбинск. 2003– С.44-47. (0,3п.л.).
29. Шангина, Е.И. Отрадициях и инновацияхгеометро-графического образования инженера[Текст] / Е.И. Шангина // Интеллектуальныересурсы и правовое регулирование инновационной экономики.Кадры и технологии: Тезисы докладов V Международнойнаучно-практической конференции. Том 2.–Екатеринбург: Издательский дом «Уральскаягосударственная юридическая академия», 2009.– С. 190-195. (0,4п.л.).
30. Шангина, Е.И.Рейтинговая система контроля как средствоактивизации обучения графическим дисциплинам[Текст] / Е.И. Шангина // Активизация ролиобучающихсяв образовательном процессе. Материалынауч.-метод. конф. с межд. участием.Екатеринбург: Изд-во УГЛУ, 2004 – С. 83-85. (0,2п.л.).
31. Шангина, Е.И. Рольначертательной геометрии в курсекомпьютерной графики [Текст] / Е.И. Шангина //Совершенствование подготовки учащихся истудентов в области графики,конструирования и стандартизации. Сборникнаучно-методических статей. Саратов: Изд-воСГТУ, 2004 – С.138-142. (0,3 п.л.).
32. Шангина, Е.И.Концепция фундаментализации современноговысшего профессионального образования [Текст]/ Е.И. Шангина // Экономические,экологические и социальные проблемы горнойпромышленности Урала: сборник научныхстатей. Уральский государственный горныйуниверситет. – Екатеринбург: Изд-во УГГУ, 2007.– С.263-267. (0,4п.л.).
33. Шангина, Е.И.Научные основы фундаментализациисовременного высшего профессиональногообразования [Текст] / Е.И. Шангина // ТретьиЛойфмановские чтения: Образы науки вкультуре на рубеже тысячелетий: МатериалыВсерос. науч.конф. –Екатеринбург: Изд-во Урал. ун-та, 2007. – С. 506- 511. (0,4п.л.).
34. Шангина, Е.И.Семантическая модель решениягеометрических задач [Текст] / Е.И. Шангина //Известия высших учебных заведений. -«Горный журнал» № 2. Екатеринбург: УГГУ, 2007.– С.151-160. (0,9п.л.).
35. Шангина, Е.И.Геометро-графическое образованиеинженера: традиции и инновации [Текст] /Е.И. Шангина // Четвертые Лойфмановскиечтения: Философское мировоззрение икартина мира: Материалы Всерос. науч. конф.(Екатеринбург, 17-18 дек. 2009г.)/ [отв. ред. В.В.Ким]. – Екатеринбург:Изд-во Урал. ун-та, 2009. – Т.1.– С. 365- 370. (0, 4п.л.).
36. Шангина, Е.И.Современная постановка курсаначертательной геометрии и развитиепространственного мышления студента[Текст] / Е.И. Шангина // Архитектурно-художественная композиция. трудынауч.-метод. конференции. - Екатеринбург: УрГАХА, 2004.– С. 72-77. (0,4п.л.).
37. Шангина, Е.И.,Бабич, В.Н., Подсчёт параметров различныхгеометрических многообразий [Текст] / Е.И.Шангина // Фундаментальные и прикладныеисследования – транспорту: тезисы докладовюбилейной научно-техническойконференции. - Екатеринбург: УрГАПС. 1996.118с. – С. 47-48.(0,1 п.л., авт. вклад 50%).
38. Шангина, Е.И.Размерность пересечений [Текст] / Е.И.Шангина // Актуальные проблемы теории и методикиграфических дисциплин: материалы семинара- совещаниязаведующих графических кафедр вузовРоссии, Пенза: ПГАСА, 1999. – С. 79-81. (0,4п.л.).
39. Шангина, Е.И.,Бабич, В.Н., Анализ классических методовначертательной геометрии [Текст] / Е.И.Шангина //Фундаментальные и прикладныеисследования – транспорту – 2000: трудыВсероссийской научно – техническойконференции.– Екатеринбург. 2000. – С. 145-148. (0,3 п.л.,авт. вклад 50%).
40. Шангина, Е.И.Геометрические модели оптимизации [Текст] /Е.И. Шангина // Фундаментальные и прикладныеисследования – транспорту – 2000: трудыВсероссийской научно –технической конференции.–Екатеринбург, 2000. – С. 141-143. (0,2 п.л.).
41. Шангина, Е.И.Геометрическое моделирование процессовоптимизации в проекциях с числовымиотметками [Текст] / Е.И. Шангина //Фундаментальные и прикладные исследования–транспорту – 2000: труды Всероссийской научно– техническойконференции. – Екатеринбург, 2000. – С.143-146. (0,3п.л.).
42. Шангина, Е.И.Кинематический анализ секции линиивалкового грохота [Текст] / Е.И. Шангина /Известия высших учебных заведений. -«Горный журнал» № 6. Екатеринбург: УГГУ,2000. – С.103-105.(0,3 п.л.).
43. Шангина, Е.И.,Якунин, В.И. Построение модели сминимальным числом проекций многомернойначертательной геометрии [Текст] / Е.И.Шангина // КОГРАФ – 1999/2000: материалы 9-й и 10-й юбилейнойВсероссийской научно-практическойконференции по графическим информационнымтехнологиям и системам. Нижний Новгород: НГТУ, 2000.– С.95-97. (0,2п.л., авт. вклад 50%).
44. Шангина, Е.И. Обособенностях использования орнаментов вархитектуре и строительстве [Текст] / Е.И.Шангина // Стройкомплекс среднего Урала. -№10. Екатеринбург: Изд-во Министерствастроительства и архитектуры Свердловскойобласти, 2003– С.38-39. (0,3п.л.).
45. Шангина, Е.И.Геометрические принципы формированияповерхностей на основе движений [Текст] /Е.И. Шангина // Технологии, машины ипроизводство лесного комплекса будущего.Материалы Международной научн.-практич.конф., посвященной 50-летию лесоинженерногофакультета. Воронеж: Изд-воВГЛА, 2004- С. 42-46. (0,4п.л.).
46. Шангина, Е.И.Геометрические свойства кристаллов.[Текст] / Е.И. Шангина // Материалы Уральскойгорнопромышленной декады. Екатеринбург:Изд-во УГГУ, 2004 – С. 111-118. (1 п.л.)
47. Шангина, Е.И.Геометрическое конструированиемногофакторных зависимостейхимико-технологических процессов [Текст] /Е.И. Шангина // Материалы Уральскойгорнопромышленной декады. Екатеринбург:Изд-во УГГУ, 2004 – С. 91-97. (1 п.л.).
48. Шангина, Е.И.Композиционные принципы формированиядвумерной плоскости на основе движений [Текст] /Е.И. Шангина // Архитектурно-художественная композиция. труды науч.-метод.конференции. - Екатеринбург: УрГАХА, 2004.– С. 159-165, ил.(0, 4 п.л.).
49. Шангина, Е.И.Теоретические основы компьютерной графики[Текст] / Е.И. Шангина // Совершенствованиеподготовки учащихся и студентов в областиграфики,конструирования и стандартизации. Сборникнаучно-методических статей. Саратов: Изд-во СГТУ,2004 – С. 151-155.(0,3 п.л.).
50. Шангина, Е.И. ТелаПлатона и принципы пропорциональности[Текст] / Е.И. Шангина // Современные проблемыгеометрического моделирования. Сб. трудовУкраино-российской научно-практическойконференции. Харьков. 2005. – С.225-232. (0,5п.л.).
51. Шангина, Е.И.Методика исследования кристаллическихрешеток [Текст] / Е.И. Шангина // Известиявысших учебных заведений. - «Горный журнал»№ 2. Екатеринбург: УГГУ, 2006. – С.81-86. (0.5п.л.).
52. Шангина, Е.И.,Бабич, В.Н. Подсчет параметров различныхмногообразий [Текст] / Е.И. Шангина //Известия высших учебных заведений. -«Горный журнал» № 1. Екатеринбург: УГГУ, 2006.– С.72-76. (0,4п.л., авт. вклад 50%).
53. Shangina, E.I. Crystal SymmetryGroups=Группысимметриикристаллов //The 11th International Conference оn Geometry and Graphics (ICGG2004). Proceedings of theInternational Conference. - Guangzhou, China, 2004. - PP. 83-87. (0,6п.л.).
54. Shangina, E.I. Methods ofTeaching of Descriptive Geometry in Symmetry Aspect=Методы обучения начертательнойгеометриив аспекте симметрии // The 11thInternational Conference оn Geometry and Graphics (ICGG2004). Proceedings of theInternationalConference. - Guangzhou, China, 2004. - PP. 123-126. (0,5 п.л.).
55. Shangina, E.I. Constructing aGeometrical Model of Multidimensional Space=Конструированиегеометрической модели многомерногопространства // The 12th International Conference оn Geometry and Graphics(ICGG2006). Proceedingsof the International Conference. – Salvador, Brasil, 2006. - PP. 122-125. (0,5 п.л.).
56. Shangina, E.I. Concept ofDevelopment of Geometrical Education=Концепция развития геометрическогообразования// The 13th International Conference оn Geometry and Graphics (ICGG2008). Proceedings of the InternationalConference. –Dresden, Germany, 2008.- PP. 216-220. (0,5 п.л.).