The use of video technologies for distance graphic training of students of educational institutions under the Ministry of Emergency Situations of Russia

Miroshin Dmitrii Grigor'evich PhD in Pedagogy Docent, the department of Electronic Engineering, Ural Federal University named after the First President of Russia B. N. Yeltsin 620012, Russia, Sverdlovskaya oblast', g. Ekaterinburg, ul. Mira, 22, of. 104 mirdcom@rambler.ru Other publications by this author     Michurova Natal'ya Nikolaevna PhD in Pedagogy Professor, the department of General Technical Disciplines, Ural Institute of State Fire Service of the Ministry of Emergency Situations of Russia 620012, Russia, Yekaterinburg, Mira Street 22 michurova@inbox.ru Other publications by this author     Vokh Elena Pavlovna PhD in Pedagogy Docent, the department of General Technical Disciplines, Ural Institute of State Fire Service of the Ministry of Emergency Situations of Russia 620062, Russia, Yekaterinburg, Mira Street 20 paleax2@mail.ru

Mineev Gleb Viktorovich Senior Educator, the department of General Technical Disciplines, Ural Institute of State Fire Service of the Ministry of Emergency Situations of Russia 620062, Russia, Yekaterinburg, Mira Street 22 mineev_gleb@mail.ru

Введение. Одной из актуальнейших проблем организации обучения в образовательных организациях МЧС России является проблема подготовки компетентных специалистов по специальности 20.05.01. Пожарная безопасность, способных выполнять профессиональные функции непосредственно после окончания образовательной организации с минимальным периодом профессиональной адаптации.

Одним из вариантов решения этой проблемы является использование компетентностного подхода в образовании, который лежит в основе образовательных стандартов третьего поколения. Следует отметить, что в рамках очной формы обучения формирование профессиональных компетенций курсантов – будущих выпускников не представляется возможным без определенной организации профессионально-ориентированного образовательного пространства, в рамках которого ведется учебный процесс. Образовательное пространство для подготовки курсантов МЧС России включает как образовательную среду, наполненную специальными техническими объектами, позволяющими имитировать профессиональную деятельность и отрабатывать навыки работы с оборудованием, оснасткой и прочими техническими объектами ^{[1, 2, 3, 4, 5]}, так и учебное и учебно-методическое обеспечение, раскрывающее методики и технологии формирования профессиональных компетенций в ходе обучения в условиях специально созданной образовательной среды ^{[6, 7, 8]}.

Анализ работ российских исследователей и педагогов-практиков позволяет заключить, что в рамках заочной формы обучения в настоящее время приоритет отдается дистанционным технологиям организации и осуществления учебного процесса, следовательно, указанное образовательное пространство должно быть сформировано виртуально по мере возможности и разумной необходимости ^{[9, 10, 11, 12, 13, 14]}. Дистанционная организация и осуществление общетехнической подготовки слушателей образовательных организаций МЧС России обуславливает необходимость виртуальной организации учебного процесса с применением он-лайн и офф-лайн технологий, позволяющих имитировать профессионально-ориентированное образовательное пространство, как в средовом, так и в методическом аспектах.

Ведущей тенденцией развития мирового образовательного пространства, отмеченной в докладе «Эпоха «гринфилда» в образовании», является, цифровая революция в образовании, определяющая использование цифровых технологий, как инструмента для расширения и преобразования образовательной среды ^[15], поэтому в настоящее время можно говорить о появлении феномена виртуального образовательного пространства, феноменологическое описание которого представлено в работах И.Л. Беккер, В.Н. Журавчика, С.В. Ивановой, К.Ю. Комарова, О.П. Кубасова, О.А. Леоновой, В.Ф. Петрова, Р.Е. Пономарева, И.Г. Шендрика, Б.П. Яковлева ^{[16, 17, 18, 19, 20, 21, 22]}, необходимого для организации и осуществления дистанционной подготовки слушателей в образовательных организациях МЧС России.

Анализ педагогического опыта организации дистанционного обучения по общетехническим и специальным дисциплинам позволяет предположить, что позиций организации дистанционного обучения, образовательное пространство в настоящее время может быть создано как посредством используемых педагогических технологий имитационного моделирования профессиональной деятельности специалиста, так и посредством мультимедийных средств, создающих эффект присутствия в профессионально-ориентированном киберпространстве виртуальной квазипрофессиональной образовательной среды ^{[23, 24, 25, 26, 27]}.

Ход и результаты исследования. В нашем исследовании рассматривается профессионально-ориентированное виртуальное образовательное пространство, направленное на дистанционную организацию и осуществление графической подготовки слушателей в рамках учебной дисциплины «Начертательная геометрия. Инженерная графика», ориентированной на формирование навыков пространственного представления и воображения, а также конструктивно-геометрического мышления, являющихся базовыми для дальнейшей технической подготовку курсантов и слушателей образовательных организаций МЧС России. Поэтому в рамках нашего исследования под профессионально-ориентированным виртуальным образовательным пространством понимается виртуальное пространство организованное и созданное посредством специального дидактического инструментария, ориентированного на формирование и развитие навыков пространственного представления и воображения, а также конструктивно-геометрического мышления курсантов и слушателей образовательных организаций МЧС России в условиях дистанционного обучения. В качестве подобного дидактического инструментария на кафедре общетехнических дисциплин УрИ ГПС МЧС России были созданы учебные мультимедийные видеоматериалы, которые содержат видеоролики, включающие пошаговый алгоритм решения типовых графических задач, ориентированных на формирование и развитие пространственного представления и воображения, а также конструктивно-геометрического мышления слушателей. Цель применения созданных учебных мультимедийных видеоматериалов – формирование ориентировочной основы действий обучаемых по решению типовых графических задач. Комплекс учебных мультимедийных видеоматериалов раскрывает основное содержание учебной дисциплины «Начертательная геометрия. Инженерная графика» и включает:

- учебный мультимедийный видеоролик «Прямые в пространстве», при использовании которого слушатели приобретают навыки построения трех проекций геометрических объектов прямая и точка и их аксонометрических проекций в пространстве;

- учебный мультимедийный видеоролик «Способы преобразования проекций», при использовании которого слушатели приобретают навыки определения натуральных величин плоских фигур, лежащих в плоскостях общего положения, методом вращения и методом перемены плоскостей проекций;

- учебный мультимедийный видеоролик «Усеченная пирамида», при использовании которого слушатели приобретают навыки построения трех проекций усеченной пирамиды, определения натуральной величины сечения пирамиды, построению развертки всех поверхностей усеченной пирамиды и построения аксонометрической проекции усеченной пирамиды;

- учебный мультимедийный видеоролик «Пересечение геометрических тел №1», при использовании которого слушатели приобретают навыки построения трех проекций пересекающихся тел вращения, нахождения линии пересечения методом вспомогательных секущих плоскостей, построения развертки одного из усеченных тел вращения, а также построения аксонометрической проекции пересекающихся тел вращения;

- учебный мультимедийный видеоролик «Пересечение геометрических тел № 2», при использовании которого слушатели приобретают навыки построения трех проекций пересекающихся тел вращения, нахождению линии пересечения методом концентрических секущих сфер, а также построению аксонометрической проекции пересекающихся тел вращения;

- учебный мультимедийный видеоролик «Чертеж детали из пожарной техники», при использовании которого слушатели приобретают навыки построения чертежей деталей машин с необходимым количеством изображений на чертеже, а также правильно проставлять размеры на чертеже детали;

- учебный мультимедийный видеоролик «Чертеж здания: план, фасад, разрез», при использовании которого слушатели приобретают навыки выполнения строительных чертежей и вычерчивают план, фасад, разрез двухэтажного здания.

Разработанные учебные мультимедийные видеоролики были размещены в системе дистанционного обучения УрИ ГПС МЧС России в доступе для зарегистрированных пользователей – слушателей заочной формы обучения и преподавателей, ведущих дистанционные учебные занятия.

Таким образом, комплекс учебных мультимедийных видематериалов позволил воссоздать профессионально-ориентированное виртуальное образовательное пространство, направленное на дистанционную организацию и осуществление графической подготовки слушателей в рамках учебной дисциплины «Начертательная геометрия. Инженерная графика».

Методика организации учебной работы в рамках системы дистанционного обучения в созданном профессионально-ориентированном виртуальном образовательном пространстве включала следующие этапы работы со слушателями:

1. Формирование расписания он-лайн занятий по дисциплине «Начертательная геометрия. Инженерная графика» слушателей в системе дистанционного обучения.

2. Оповещение слушателей о сформированном расписании он-лайн занятий, регистрация и отслеживание зарегистрированных слушателей в системе дистанционного обучения.

3. Проведение он-лайн лекции по теме, предусмотренной рабочей программой дисциплины «Начертательная геометрия. Инженерная графика», ориентированной на формирование у слушателей области знаний, необходимых для выполнения заданных графических заданий, предусмотренных учебным мультимедийными видеоматериалами.

4. Проведение виртуального практического занятия с использованием учебного мультимедийного видеоролика, направленного на формирование ориентировочной основы действий слушателей по решению типовых графических задач. При этом процесс выполнения задания курировался преподавателем кафедры общетехнических дисциплин в режиме он-лайн посредством чата, в котором слушатели задавали вопросы по выполнению задания, а преподаватель мог одновременно отвечать на вопросы нескольких слушателей или вести консультации сразу на всю дистанционную группу.

В ходе виртуального практического занятия слушателям рекомендовалась следующая методика работы с учебным мультимедийным видеороликом:

- внимательно просмотреть видеоролик, уяснить его содержание и методику выполнения задания и подготовить чертежные инструменты, приведенные в начале видеоролика;

- опираясь на алгоритм выполнения задания, отраженный в видеоролике, последовательно, консультируясь, при необходимости, с преподавателем через чат, выполнять типовое графическое задание;

- проверить выполненное задание, опираясь на образец выполнения, приведенный в видеоролике.

Альбом полученных чертежей слушатели должны привезти на проверку преподавателю на сессию в Уральский институт ГПС МСЧ России.

5. После прибытия слушателей в расположение УрИ ГПС МСЧ России проводились очные практические занятия в ходе которых, опираясь на имеющуюся ориентировочную основу действий по решению задач, подобных рассмотренным в видеороликах, слушатели выполняли графические задания второго и третьего уровней сложности. Комплекс заданий для практических занятий включает по 30 вариантов заданий первого, второго и третьего уровней сложности – всего 90 вариантов на одно практическое занятие. Каждый слушатель выполнял задания второго и третьего уровня сложности самостоятельно с минимальными консультациями ведущего преподавателя. Оценка уровня сформированности пространственного представления и воображения, а также конструктивно-геометрического мышления проводилась на основании оценки выполненных заданий.

6. Консультации и сдача контрольной точки (экзамена) по учебной дисциплине «Начертательная геометрия. Инженерная графика».

Таким образом, дидактический инструментарий и методика его применения в рамках организации и осуществления дистанционного обучения слушателей УрИ ГПС МЧС России, позволили воссоздать в целостном единстве профессионально-ориентированное виртуальное образовательное пространство, направленное на формирование навыков пространственного представления и воображения, а также конструктивно-геометрического мышления слушателей в рамках изучения учебной дисциплины «Начертательная геометрия. Инженерная графика».

Формирующий эксперимент дистанционного формирование навыков пространственного представления и воображения, а также конструктивно-геометрического мышления слушателей Уральского института ГПС МЧС России в рамках изучения учебной дисциплины «Начертательная геометрия. Инженерная графика» проводится в течение трех месяцев. В ходе эксперимента прошли дистанционное обучение в созданном профессионально-ориентированном виртуальном образовательном пространстве 90 человек. Оценка уровня сформированности навыков пространственного представления и воображения, а также конструктивно-геометрического мышления слушателей производилась по уровню сложности графических заданий выполняемых в ходе очных практических занятий графических заданий (таблица).

Таблица

Результаты формирующего эксперимента приведены на диаграмме, представленной на рисунке.

Рисунок «Диаграмма результатов формирующего эксперимента по формирование навыков формирование навыков пространственного представления и воображения, а также конструктивно-геометрического мышления слушателей (в процентном соотношении)».

Заключение. Анализ результатов эксперимента позволяет утверждать, что 91 % обучаемых продемонстрировали способности самостоятельно выполнять графические задания второго – третьего уровней сложности, что говорит о высокой педагогической эффективности организованного в системе дистанционного обучения Уральского института ГПС МЧС России профессионально-ориентированного виртуального образовательного пространства, направленного, в случае эксперимента, на формирование навыков пространственного представления и воображения, а также конструктивно-геометрического мышления слушателей, обучаемых по специальности 20.05.01. Пожарная безопасность.

Следовательно, можно утверждать, что организация и осуществление обучения в условиях профессионально-ориентированного виртуального образовательного пространства позволит обеспечить опережающую подготовку специалистов МЧС, обладающих сформированными профессиональными компетенциями, определяющими их готовность к выполнению профессиональное деятельности в реальных условиях с минимальным периодом профессиональной адаптации.