Россия
Показана необходимость реорганизации курса начертательной геометрии в направлении отражения в нем основ современных 3D компьютерных методов геометрического моделирования. Полноценное применение 3D-методов требует от студентов специальной теоретической подготовки. Новые методы требуют знания современного 3D-инструмента геометрического моделирования — компьютера. Предложен новый теоретический курс, состоящий из трех модулей. Первоначально даются основы 3D. Затем, в соответствии с требованиями ФГОС-3, даются элементы НГ на примере позиционных задач, но и они подкрепляются 3D-методами. Предлагаемая реорганизация курса НГ на основе 3D-компьютерного геометрического моделирования позволит вооружить студентов новыми методами решения графических задач, существенно повысить их конкурентоспособность на рынке труда, а также поднять рейтинг кафедр графики.
начертательная геометрия; методика высшего образования; компьютерное моделирование; геометрическое моделирование; 3D-технологии.
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. Волошинов Д.В. К вопросу о содержании и формах организации базовой графической подготовки в техническом вузе // Совершенствование подготовки учащихся и студентов в области графики, конструирования и стандартизации: межвузовский научно-методический сборник. - Саратов: СГТУ, 2011. - С. 173-177.
2. Иванов Г.С. О перспективах начертательной геометрии как учебной дисциплины / Геометрия и графика: сб. научных трудов. - М.: МИТХТ, 2011. - Вып. 1 - С. 36-39.
3. Курс начертательной геометрии на основе геометрического моделирования / В.Я. Волков, В.Ю. Юрков, К.Л. Панчук, Н.В. Кайгородцева. - Омск: Издво СибАДИ, 2010.
4. Тунаков А.П. Начертили и забыли // Газета «Поиск». - 2007. - 14 марта.
5. Райкин Л.И. Стратегия компьютерно-графической подготовки в условиях перехода на ФГОС третьего поколения // Проблемы качества графической подготовки студентов в техническом вузе в условиях перехода на образовательные стандарты нового поколения. Материалы Международной научно-практической интернет-конференция, февраль - апрель 2010. - Пермь: ПГТУ, 2010. - С. 41-45.
6. Рукавишников В.А. Начертательная геометрия: от расцвета до заката / В.А. Рукавишников, В.В. Антонов // Проблемы геометрического компьютерного моделирования в подготовке конструкторов для инновационного производства. Сборник материалов Поволжской научно-методической конференции, посвященной 80-летию СГТУ. - Саратов: СГТУ, 2010. - С. 137-143.
7. Хейфец А.Л. Концепции нового учебного курса «Теоретические основы 3D-компьютерного геометрического моделирования» // Проблемы геометрического моделирования в автоматизированном проектировании и производстве. 24-26 июня 2008. Сборник материалов 1-й международной научной конференции. - Москва, 2008 // под. ред. В.И. Якунина. - М.: МГИУ, 2008. - С. 373-377.
8. Хейфец А.Л. Учебный курс теоретических основ 3D-компьютерного геометрического моделирования и его перспективы // Труды Международной научно-методической конференции «Информатизация инженерного образования» - ИНФОРИНО-2012 (Москва, 10-11 апреля 2012 г.). - М.: Издательский дом МЭИ, 2012. - С. 119-122. http://inforino2012.mpei.ru/doc/proc.pdf
9. Хейфец А.Л. Комплексные задачи в курсе теоретических основ 3D-компьютерного геометрического моделирования // Проблемы математической и естественно-научной подготовки в инженерном образовании. Труды Международной научно-методической конференции. - Санкт-Петербург: ПГУПС, 2011 - С. 203-208.
