Russian Federation
The need of descriptive geometry (DG) course reorganization in the direction of reflecting in it the foundations of modern computer 3D geometric simulation techniques is shown. The full rate use of 3D methods calls on students a special theoretical training. New techniques require the knowledge of computer as modern 3D geometric simulation tool. A new theoretical course composed of three modules has been proposed. The basics of 3D are given initially. Then, in accordance with the FSES-3 requirements, the DG elements are given by the example of positional tasks, but they are also underpinned by 3D-methods. The proposed DG course reorganization on the basis of 3D computer geometric simulation will permit to equip the students with new methods of decisions related to graphic tasks, significantly increase their competitiveness on the labor market, as well as to raise the graphics chairs’ rating.
descriptive geometry, higher education methodology, computer simulation, geometric simulation, 3D-technologies.
Сегодня компьютерные технологии уже включены в учебный процесс большинства кафедр графики. В курсе инженерной графики наряду с 2D, где компьютер выступает лишь в роли электронного кульмана, происходит активное внедрение и 3D-технологий, обладающих новым качеством геометрического моделирования и большими преимуществами перед традиционными 2D.
Компьютерное 3D-моделирование находит все большее применение в проектно-конструкторских работах, повышая их эффективность и заменяя традиционные 2D-методы. Появились ГОСТы на электронные изделия, согласно которым построение чертежа уже не является обязательным. Известны программные продукты, которые по 3D-модели напрямую, без чертежа, создают управляющие программы для станков с ЧПУ.
Исчезла исторически обусловленная необходимость проецировать объект на плоскость для исследования и проектирования его пространственной формы. Трудно найти инженерную задачу, которая для своего решения требовала бы применения методов 2D как единственно возможных.
Наряду с этим продолжается преподавание начертательной геометрии (НГ), являющейся базой 2D-методов, как основной теоретической дисциплины кафедр графики. Преподавание ведется, как правило, в традиционном классическом варианте с добавлением лишь мультимедийных средств повышения наглядности и контроля.
Содержание курса НГ в последние годы является предметом активного обсуждения в среде преподавателей. Необходимость реорганизации курса видна многим. Она вызвана стремлением отреагировать на происходящее согласно ФГОС-3 сокращение часов и привести консервативное содержание курса в соответствие с реалиями сегодняшнего дня.
Рассматриваются следующие направления реорганизации. Постепенное инновационное наполнение курса (мультимедийные лекции, частичная компьютеризация практических занятий) [1]. Совмещение методов НГ и аналитической геометрии [2]. Изменения, которые позволят считать НГ «разделом математики, изучающим теорию конструктивных методов отображения пространств различной конечной размерности и различной структуры друг на друга» [3]. Известна и радикальная точка зрения, предлагающая отменить курс НГ как «умирающую» дисциплину [4].
В последние годы развивается новое направление реорганизации учебного курса НГ [5—8]. Оно предполагает замену курса НГ на новый теоретический курс, отражающий современные тенденции компьютерного 3D-моделирования. Внутри этого направления существуют свои «оттенки». Рассмотрим подробнее вариант, развиваемый автором настоящей статьи.
Полноценное применение 3D-методов требует от студентов специальной теоретической подготовки. Нельзя считать нормальной сложившуюся ситуацию, когда теоретический курс кафедры графики (НГ) не отражает современных 3D-тенденций геометрического моделирования, которые позднее преподаются в курсе инженерной графики.
1. Voloshinov D.V. K voprosu o soderzhanii i formakh organizatsii bazovoy graficheskoy podgotovki v tekhnicheskom vuze. Sovershenstvovanie podgotovki uchashchikhsya i studentov v oblasti grafiki, konstruirovaniya i standartizatsii: mezhvuzovskiy nauchno-metodicheskiy sbornik. - Saratov: SGTU, 2011. - S. 173-177.
2. Ivanov G.S. O perspektivakh nachertatel'noy geometrii kak uchebnoy distsipliny / Geometriya i grafika: sb. nauchnykh trudov. - M.: MITKhT, 2011. - Vyp. 1 - S. 36-39.
3. Kurs nachertatel'noy geometrii na osnove geometricheskogo modelirovaniya / V.Ya. Volkov, V.Yu. Yurkov, K.L. Panchuk, N.V. Kaygorodtseva. - Omsk: Izdvo SibADI, 2010.
4. Tunakov A.P. Nachertili i zabyli. Gazeta «Poisk». - 2007. - 14 marta.
5. Raykin L.I. Strategiya komp'yuterno-graficheskoy podgotovki v usloviyakh perekhoda na FGOS tret'ego pokoleniya. Problemy kachestva graficheskoy podgotovki studentov v tekhnicheskom vuze v usloviyakh perekhoda na obrazovatel'nye standarty novogo pokoleniya. Materialy Mezhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy internet-konferentsiya, fevral' - aprel' 2010. - Perm': PGTU, 2010. - S. 41-45.
6. Rukavishnikov V.A. Nachertatel'naya geometriya: ot rastsveta do zakata / V.A. Rukavishnikov, V.V. Antonov. Problemy geometricheskogo komp'yuternogo modelirovaniya v podgotovke konstruktorov dlya innovatsionnogo proizvodstva. Sbornik materialov Povolzhskoy nauchno-metodicheskoy konferentsii, posvyashchennoy 80-letiyu SGTU. - Saratov: SGTU, 2010. - S. 137-143.
7. Kheyfets A.L. Kontseptsii novogo uchebnogo kursa «Teoreticheskie osnovy 3D-komp'yuternogo geometricheskogo modelirovaniya». Problemy geometricheskogo modelirovaniya v avtomatizirovannom proektirovanii i proizvodstve. 24-26 iyunya 2008. Sbornik materialov 1-y mezhdunarodnoy nauchnoy konferentsii. - Moskva, 2008. pod. red. V.I. Yakunina. - M.: MGIU, 2008. - S. 373-377.
8. Kheyfets A.L. Uchebnyy kurs teoreticheskikh osnov 3D-komp'yuternogo geometricheskogo modelirovaniya i ego perspektivy. Trudy Mezhdunarodnoy nauchno-metodicheskoy konferentsii «Informatizatsiya inzhenernogo obrazovaniya» - INFORINO-2012 (Moskva, 10-11 aprelya 2012 g.). - M.: Izdatel'skiy dom MEI, 2012. - S. 119-122. http://inforino2012.mpei.ru/doc/proc.pdf
9. Kheyfets A.L. Kompleksnye zadachi v kurse teoreticheskikh osnov 3D-komp'yuternogo geometricheskogo modelirovaniya. Problemy matematicheskoy i estestvenno-nauchnoy podgotovki v inzhenernom obrazovanii. Trudy Mezhdunarodnoy nauchno-metodicheskoy konferentsii. - Sankt-Peterburg: PGUPS, 2011 - S. 203-208.
