Версия для слабовидящих

МНЕНИЯ

Интересное о главном

Перспективы развития геометро-графической подготовки студентов

31.10.2018 1

Реформирование инженерного образования и науки, происходящее в настоящее время в России, обусловлено необходимостью включения в мировой интеграционный процесс. В процессе реформирования возникает множество проблем и задач, для успешного решения которых необходимо опираться как на отечественный, так и на зарубежный опыт.

В Донском государственном техническом университете прошла международная научно-методическая конференция «Проблемы координации работы технических вузов в области повышения качества инженерно-графической подготовки студентов» и Всероссийское совещание заведующих кафедрами инженерно-графических дисциплин.

В последние годы значительно расширился круг задач, решаемых методами начертательной геометрии и инженерной графики, которые нашли широкое применение в системах автоматизированного проектирования (САПР), конструирования и технологии изготовления сложных технических объектов, что усилило значимость этой дисциплины в инженерном образовании, но и вызвало необходимость реформирования данных дисциплин.

Главная цель модернизации графической подготовки – существенный рост качества обучения за счет стратегически новых подходов к информатизации и создание информационно-графической основы для внедрения методов PLM в общеинженерные и специальные дисциплины.

Подготовка современного инженера ориентирована на использование им в практической деятельности средств вычислительной техники, моделирующей те или иные производственные процессы, работу технических объектов и сами объекты. Все это базируется на формальном описании объектов и процессов. Последнее же невозможно без обращения к объектам расширенного Евклидова пространства, знания позиционных и метрических свойств, методов преобразования, без соответствующей «геометрической культуры» пользователя.

Именно эту геометрическую культуру и формирует начертательная геометрия. Основными ее задачами на нынешнем этапе становятся:

  • формирование формальной модели расширенного Евклидова пространства;
  • формирование системного подхода к процессу решения позиционных и метрических задач;
  • формирование умений геометрического моделирования процессов, систем и сложных технических форм.

Решение этих задач лежит в плоскости модернизации рабочих учебных программ. Необходимо увеличить объемы часов, планируемых на изучение разделов конструирования кривых и поверхностей. Использование в промышленности идеологии 3D проектирования требует более полной увязки методов построения ортогональных чертежей с метрически определенными чертежами «наглядных изображений» (аксонометрии).

С появлением многомерной и фрактальной геометрий, топологии, нанотехнологий аналитические методы стали использоваться в сочетании с методами начертательной геометрии. Основатель начертательной геометрии Г. Монж (1746-1818) отмечал, что начертательная геометрия должна изучаться совместно с аналитической. В разные периоды времени две геометрии постоянно соперничают друг с другом. В процессе такого соперничества, возникли графоаналитические методы, которые сочетают в себе преимущества обоих методов. Поэтому преподавание дисциплины, должно быть дополнено элементами аналитической геометрии.

Важное значение здесь имеют и междисциплинарные связи, прежде всего, с математикой, параллельное изучение кривых линий 2-го и 3-го порядка, а также описание поверхностей.

Стремительное развитие вычислительной техники определило необходимость использования компьютерных технологий в инженерно-графической подготовке. Однако, компьютеры не должны заслонять собой дисциплину. Да и не существует таких графических редакторов, которые могли бы без использования знаний начертательной геометрии решать «любые задачи начертательной геометрии». Самая простая, основная первая позиционная задача, без знания алгоритма ее решения при использовании существующих редакторов не может быть решена. Тем не менее часто высказываются мнения о «ненужности» начертательной геометрии, так как она не используется в профессиональной деятельности. Можно поставить вопрос о том, нужны ли конструктору в профессиональной деятельности оптика, теория относительности, интегралы, теория вероятности и многое другое. Такой поверхностный подход неуместен в образовательной деятельности. Невозможно «на глазок», интуитивно определить статус начертательной геометрии, как, впрочем, и любой другой дисциплины. Многие разделы и дисциплины вроде бы и не нужны в будущей профессиональной деятельности. Однако они так прочно связаны с «нужными» дисциплинами, что стоит их убрать и процесс познания тут же обрушится. Кроме того, во время обучения трудно определить, в какой степени нужна та или иная учебная дисциплина, так как неизвестно, где будет работать специалист.

Начертательная геометрия – это дисциплина, позволяющая «плоское» мышление превратить в пространственное. Это уникальное средство для «путешествия по пространствам». Кроме того, начертательная геометрия обеспечивает понимание взаимосвязи «формула – чертеж – явление», что очень важно для грамотного инженера. И несомненной является тесная связь начертательной геометрии с инженерной графикой, существование которой без теоретических основ построения чертежей было бы просто невозможным.

Особый интерес вызывает организация геометро-графической подготовки за рубежом.

Заведующая кафедрой «Инженерной графики» Национального исследовательского университета МЭИ, д.т.н., профессор Е. П. Касаткина, которая была участником 18 Международной конференция по геометрии и графике (ICGG 2018), прошедшей в Милане, рассказала о своих впечатлениях от докладов участников. Всего в мероприятии, проведенном под эгидой Международного общества по геометрии и графике (ISGG), приняли участие более 250 человек из 35 стран. Данная конференция является в своем роде единственным мероприятием высокого уровня, объединившим специалистов из различных стран.

Круг вопросов и направлений на таких конференциях значительно шире чем на подобных мероприятиях в России. Это, прежде всего, теоретические вопросы геометрии и графики, теоретическая графика, геометрия кривых и поверхностей, кинематическая геометрия, начертательная геометрия, системы автоматизированного геометрического проектирования. Далее рассматриваются прикладные вопросы геометрии и графики, моделирование объектов, явлений и процессов, геометрические аспекты технического искусства и дизайна, инженерная компьютерная графика, вычислительная геометрия, научно-техническая визуализация, вопросы геометро-графического образования, методика обучения начертательной геометрии и графике и др.

Доминантой инженерно-технического образования является графическая информация — чертежи, схемы, графики, изображения устройств, приборов и пр. Учитывая всеобщую мировую тенденцию развития графической информатизации, современное образование должно совершенствовать новые методы и способы подачи и представления графической информации, акцентируя внимание на необходимости изучения геометро-графических дисциплин с применением мультимедиа презентаций и технологии 3d-моделирования.

Однако, без живой силы воображения и наглядности ручной графики как средства оперативного проектно-конструкторского диалога и элемента графической культуры невозможно что-либо разработать. На конференции было представлено множество докладов из Боснии и Герцеговины, Словении, Японии, Германии, Китая по методике обучения геометро-графическим дисциплинам в школе и вузе.

В связи с вышесказанным, в современных условиях кафедры должны быть ориентированы на организацию не только образовательной, но и научной и деятельности в области построения, обработки и отображения геометрической информации объектов проектирования. Направления исследований кафедры должны быть нацелены на изучение и изложение таких дисциплин как начертательная геометрия, элементы проективной геометрии, основы САПР, геометрическое моделирование, компьютерная и инженерная графика.

Развитие кафедры невозможно без полноценной подготовки кадров.

Об успешном опыте подготовке магистров по профилю «Инженерная геометрия и компьютерная графика» (направление 09.04.01 Информатика и вычислительная техника (ИВЧТ) в ННГАСУ (Нижний Новгород) рассказал д.т.н. проф. С.И. Ротков. Он отметил, что обучающиеся в магистратуре более подготовлены к обучению и дальнейшему преподаванию. Для организации подготовки необходимы квалифицированные кадры не только в области начертательной геометрии, но и в области математики. В нашем вузе такие специалисты имеются, поэтому открытие магистратуры активно прорабатывается и на нашей кафедре. В настоящее время мы готовим план дополнительной программы профессиональной переподготовки для приобретения квалификации «Преподаватель инженерной графики» и дополнительной профессиональной программы повышения квалификации преподавателей «Проектирование интегрированной модели геометро-графической подготовки с использованием технологии 3D-моделирования».

Новости СГТУ











все новости...