В статье анализируются проблемы начерта- тельной геометрии как дисциплины, приводятся аргументы в ее защиту, показываются недостатки САПР-пакетов при решении задач начертательной геометрии и делается вывод о том, что в настоящее время нет подходящего компьютерного инструмента, соответствующего задачам и методу начерта- тельной геометрии. Приводятся примеры таких компьютерных инструментов для физики и высшей математики. Формули- руются принципы, с учетом которых может быть разработан такой инструмент для начертательной геометрии. Выделяются два этапа разработки: создание графических тренажеров для отдельных тем и методов начертательной геометрии (чертеж точки, перпендикулярность прямых, построение лекальных кривых, пересечение поверхностей и др.) и разработка систе- мы геометрического моделирования на основе изображений. Показывается создание графического тренажера для системы дистанционного обучения с использованием SVG и JavaScript. Описываются в общем виде принципы организации геометрического моделирования для системы дистанционного обучения: инструменты моделирования и управления моделью, круг решаемых задач.
геометрическое моделирование, начертательная геометрия, система дистанционного обучения, графические тренажеры, SVG, JavaScript.
В многочисленных докладах и статьях можно найти подробный анализ состояния начертательной геометрии как дисциплины [20; 28], свидетельствующий о ее глубоком кризисе. В некоторых случаях высказываются даже предложения о ее отмене и замене компьютерным геометрическим моделированием в соответствующих пакетах [21; 24; 27].
Все это происходит на фоне сокращения часов геометрической подготовки в средней и высшей школе [26], широкого внедрения методов параметрического твердотельного моделирования, достаточно эффективных при проектировании деталей и сборок и при подготовке технической документации для производства [1]. При этом главный инструмент начертательной геометрии остается фактически неизменным со времен Г. Монжа — циркуль и карандаш более удобны при решении задач дисциплины, чем графические пакеты.
Аргументы в защиту начертательной геометрии можно привести следующие: 1) восприятие собственно трехмерной информации не является естественным для человека, зрительный аппарат которого построен по принципу двух изображений [14]; 2) несмотря на развитие современных компьютерных систем трехмерного моделирования, для управления моделью используются плоские (экранные) изображения, построенные в соответствии с фундаментальными принципами начертательной геометрии [14]; 3) начертательная геометрия — это основа не только для чтения чертежа, но и для решения задачи выбора оптимального изображения; 4) задачи начертательной геометрии — построение проекций, фигур сечений, разверток — являются частными случаями более общей задачи — исследования модели большей размерности при помощи моделей меньшей размерности, снижение размерности актуально при анализе многомерных объектов [16] и здесь опыт снижения размерности будет весьма полезен; 5) курс начертательной геометрии и инженерной графики — первый из проектного цикла и выполняет, кроме прочего, воспитательную и адаптационную функции; 6) на производстве в настоящее время используется большое количество чертежей, современный специалист должен уметь их читать; 7) предмет «Начертательная геометрия» включен в образовательные стандарты.
1. Альшакова Е.Л. Применение информационных технологий в учебном процессе на кафедре начертательной геометрии и инженерной графики // Геометрия и графика. 2013. Т. 1. Вып. 1. С. 42-45. DOI:https://doi.org/10.12737/471.
2. Бойков А.А. Автоматизация создания прерывистых линий в соответствии с ГОСТ для чертежей в формате SVG // Minor Ursa: сборник научных трудов. М.: Руспринт, 2014. С. 27-30.
3. Бойков А.А. Использование компьютерной системы для методического обеспечения графических курсов // Геометрия и графика. 2013. Т. 1. Вып. 2. С. 52-53. DOI:https://doi.org/10.12737/91.
4. Бойков А.А. Компьютерные средства поддержки учебных курсов графических дисциплин // Геометрия и графика. 2013. Т. 1. Вып. 2. С. 29-30. DOI:https://doi.org/10.12737/784.
5. Бойков А.А. Разработка методов обучения и контроля в автоматизированном учебном комплексе // Вестник компьютерных и информационных технологий. 2008. № 7. С. 47-49.
6. Бойков А.А. САПР-ориентированные тренажеры для графических дисциплин // Надежность и долговечность машин и механизмов, V Межвузовская научно-практическая конференция, 17 апреля 2014 г.: Материалы конференции. Иваново: ИвИ ГПС МЧС России, 2014. С. 214-215.
7. Бойков А.А. Тренажер на базе веб-системы и САПР-редактора // Новый университет. Серия: технические науки. 2013. № 7. С. 55-57.
8. Бойков А.А., Кузьмин М.Е. Виртуальные тренажеры в задачах управления // Надежность и долговечность машин и механизмов, V Межвузовская научно-практическая конференция, 17 апреля 2014 г.: Материалы конференции. Иваново: ИвИ ГПС МЧС России, 2014. С. 212-214.
9. Бойков А.А., Степанов А.Ю. Формирование виртуальных моделей задач по эпюрам // Вестник научно-промышленного общества. 2013. Вып. 20. С. 45-48.
10. Бойков А.А., Федотов А.М. Применение шаблонов для анализа геометрических построений при решении задач начертательной геометрии в автоматизированной системе // Вестник компьютерных и информационных технологий. 2011. № 3. С. 29-35.
11. Бронфман В.В., Дунин С.М. Когда оживает физика // Информатика и образование. 1998. № 4. С. 17-21.
12. Бурлов В.В., Нестеренко Л.А., Юдина Е.Ю. Организация учебного процесса по начертательной геометрии в Пензенской технологической академии // Геометрия и графика. 2013. Т. 1. Вып. 2. С. 14-17. DOI:https://doi.org/10.12737/779.
13. Ваванов Д.А., Иващенко А.В. Обзор компьютерных технологий, применяемых при обучении начертательной геометрии // Геометрия и графика. 2013. Т. 1. Вып. 2. С. 54-57. DOI:https://doi.org/10.12737/792.
14. Волошинов Д.В. Начертательная геометрия. Есть ли у нее будущее в вузе? URL: http://dgng.pstu.ru/conf2011/papers/38 (дата обращения: 25 декабря 2014).
15. Вольхин К.А., Головнин А.А. Уточнение задач графического образования в условиях автоматизации проектных работ. URL: http://dgng.pstu.ru/conf2011/papers/15 (дата обращения: 25 декабря 2014).
16. Вышнепольский В.И., Сальков Н.А. Цели и методы обучения графическим дисциплинам // Геометрия и графика. 2013. Т. 1. Вып. 2. С. 8-9. DOI:https://doi.org/10.12737/777.
17. Дунин С.М. Программа «Живая физика»: возможности новой версии // ИТО 2003. Сборник трудов. Ч. 4. 16-20 ноября 2003 г. URL: (дата обращения: 25 декабря 2014).
18. Елисеева Т.Е. Использование MathCAD в формировании профессиональной компетентности специалиста при изучении дисциплины «Элементы высшей математики». URL: http://nsportal.ru/shkola/raznoe/library/2012/07/12/ispolzovanie-mathcad-v-formirovaniiprefessionalnoy-kompetentnosti (дата обращения: 25 декабря 2014).
19. Иванов Г.С. Компетентностный подход к содержанию курса начертательной геометрии // Геометрия и графика. 2013. Т. 1. Вып. 2. С. 3-5. DOI:https://doi.org/10.12737/775.
20. Иванов Г.С. Перспективы начертательной геометрии как учебной дисциплины // Геометрия и графика. 2013. Т. 1. Вып. 1. С. 26-27. DOI:https://doi.org/10.12737/467.
21. Крутов В.В. Интерактивный электронный учебный контент современной школы // Журнал руководителя управления образованием. 2013. № 6. URL: http://www.int-edu.ru/Publisher/Krutov_interakt.kontent.pdf (дата обращения: 25 декабря 2014).
22. Логиновский А.Н., Хейфец А.Л. Решение задач на основе параметризации в пакете AutoCAD // Геометрия и графика. 2013. Т. 1. Вып. 2. С. 58-61. DOI:https://doi.org/10.12737/793.
23. Рукавишников В.А. Геометро-графическая подготовка инженера: время реформ // Высшее образование в России. 2008. № 5. С. 132-136.
24. Рукавишников В.А. Первоочередные задачи модернизации геометро-графической подготовки выпускников вузов / А.В. Рукавишников, А.Р. Альтапов, В.В. Халуева, Е.Р. Уканеева. URL: http://dgng.pstu.ru/conf2011/papers/84/ (дата обращения: 25 декабря 2014).
25. Тихонов-Бугров Д.Е. О некоторых проблемах графической подготовки в технических вузах // Геометрия и графика. 2014. Т. 2. Вып. 1. С. 46-52. DOI:https://doi.org/10.12737/3848.
26. Тунаков А.П. Начертили и забыли // Поиск. 2007. 14 март.
27. Хейфец А.Л. Реорганизация курса начертательной геометрии как актуальная задача кафедр графики // Геометрия и графика. 2013. Т. 1. Вып. 2. С. 21-23. DOI:https://doi.org/10.12737/781.
28. Экспорт чертежа из Компас-график 2D в SVG. URL: http://habrahabr.ru/post/187026/69 (дата обращения: 25 декабря 2014).
29. Boykov A. Graphical trainers for distance learning systems of engineering // Natural sciences. Technical Sciences / Scientific Enquiry in the Contemporary World: theoretical basics and innovative approach. San-Francisco: B&M Publishing. 2014. Vol. 1. C. 21-27.
30. SVG Reference. URL: http://www.w3schools.com/svg/svg_reference.asp (дата обращения: 25 декабря 2014).
