Использование современных компьютерных технологий в преподавании графических дисциплин

Using Modern Computer Technologies in Teaching Graphic Disciplines



Г.Н. Егорова
А.А. Дерканосова
G.N. Yegorova
A.A. Derkanosova
egorovahp@gmail.com
aa-derk@yandex.ru
доцент кафедры машин и аппаратов химических производств ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный университет инженерных технологий», кандидат педагогических наук
доцент кафедры сервиса и ресторанного бизнеса ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный университет инженерных технологий», кандидат технических наук
senior lecturer, the Department of Chemical Production Machines and Devices, Voronezh State University of Engineering Technologies, PhD in Pedagogics
senior lecturer, the Department of Service and Restaurant Business, Voronezh State University of Engineering Technologies, PhD in Engineering
г. Воронеж
г. Воронеж
Voronezh
Voronezh

Ключевые слова:

  • компьютерная графика
  • трехмерное компьютерное моделирование
  • пространственное мышление
  • технический вуз
  • графическая подготовка студентов
  • Keywords:

  • computer graphics
  • three-dimensional computer modeling
  • spatial reasoning
  • technological institution of higher education
  • graphic training of students
  • Рассмотрены проблемы, относящиеся к компьютерному обучению инженерной графике в техническом вузе, направленные на развитие пространственного воображения студентов, разработаны основные подходы, используемые в преподавании дисциплины «Инженерная и компьютерная графика», предложены эффективные методы проведения практических занятий с использованием компьютерных технологий.

    We consider problems related to computer-based teaching engineering graphics in a technological institution of higher education aimed at developing students’ spatial reasoning. The basic approaches applied in teaching “Engineering and Computer Graphics” are developed and efficient ways of organizing practical lessons with the use of computer technology are offered.

    Обзор статьи

    В современном мире компьютерная грамотность необходима для успешной работы в области науки и техники. В настоящее время все больше внимания уделяется внедрению компьютерной техники в процесс преподавания графических дисциплин в высшей школе, и в первую очередь это касается компьютерной графики, т.к. проектирование и конструирование на современных предприятиях основано на использовании компьютерных методов [3].
    Развитие пространственного воображения у студентов, изучающих дисциплину «Инженерная и компьютерная графика», является непременным условием усвоения теоретического материала, успешного выполнения различных графических задач, кроме того способствует развитию творческих способностей студентов. Использование систем компьютерной графики с двумерной геометрией позволяет увеличить скорость создания графического изображения, повысить точность и качество чертежа, однако объемный чертеж должен сформироваться в собственном сознании студента. Очень часто от студентов приходится слышать жалобы на отсутствие или недостаточно развитое пространственное воображение и отсюда на трудности перехода к формализованным формам графического изображения, то есть к ортогональным проекциям.
    Уметь пользоваться возможностями, предоставляемыми компьютерной графикой в плане создания (конструирования) визуальных пространственно- графических моделей изделия – одна из главных задач профессиональной подготовки будущего специалиста. Компьютер используется в этот период как новый инструмент для автоматизации чертежных работ, приобретения новых графических навыков, присущих компьютерной графике. При ориентации содержания образования специалиста на использование компьютерных технологий как основного средства построения пространственно-графической модели изделия студента можно избавить от выполнения трудоёмких работ, направленных на формирование сложных графических навыков построения изображений с помощью чертежных инструментов. При этом, конечно, сохраняется необходимость ознакомления студентов с основными правилами ЕСКД на уровне выполнения эскизных проектов, а время, затрачиваемое на развитие пространственного воображения, изобретательских и творческих способностей студентов значительно возрастает.
    При составлении рабочей программы дисциплины «Инженерная и компьютерная графика» необходимо учитывать, что в современных условиях в поисковом конструировании происходит перенос акцента с коммуникативной функции графической модели на познавательную, позволяющую наиболее полно и в удобной форме представить структуру создаваемого объекта. Ортогональный чертеж, отображающий коммуникативную функцию модели, сужает возможности визуализации геометрического образа изделия. Следовательно, автоматизированное построение чертежа в познавательном плане особого интереса не представляет. В последнее время все большее распространение получают трехмерные системы компьютерного моделирования. В этих системах информация об объекте хранится в памяти компьютера в виде трехмерной модели, которая характеризуется реальной трехмерной формой, представляющей как бы копию части окружающего нас трехмерного пространства, а на экране получают лишь его проекции (ортогональные или аксонометрические).
    Работа с трехмерными моделями позволяет получать полную информацию о геометрической форме конструкции, строить любые виды, разрезы, сечения, производить осмотр объекта с различных точек зрения [2. С. 188].
    В системах компьютерной графики применяются три метода трехмерного геометрического моделирования: каркасное, поверхностное и твердотельное. Для решения конкретной графической задачи может быть использован один из этих методов.
    Весьма успешно, с нашей точки зрения, могут быть решены задачи проекционного черчения с помощью методов твердотельного моделирования, например, выполнение необходимых видов, разрезов, сечений по реальной пространственной модели (заготовки из дерева, пластмассы, металла) или аксонометрическому изображению. При этом после начального этапа решения задачи – анализа формы детали – на этапе конструирования студент формирует на дисплее трехмерную пространственную модель изделия на базе существующего набора геометрических тел (цилиндров, конусов, сфер, призм и т.п.) путем выдавливания, вычитания, пересечения, объединения и т.д. При этом постоянно работает фактор самоконтроля, т.к. студент на каждом этапе выполнения работы может сравнить результат, полученный на экране, с реальным прототипом, т.е. по своим динамическим возможностям модель, созданная с применением компьютерных технологий, максимально приближается к натурной модели [1].
    Создание трехмерной модели способствует более естественному восприятию и более полному осознанию основных пространственных характеристик формы. При этом почти устраняется возможность неадекватного восприятия, представляющая серьезную проблему в случае создания статических двумерных графических моделей. Следует отметить, что существует связь между созданием пространственной модели на компьютере и вербальным представлением составляющих объекта, что является немаловажным фактором развития пространственного мышления. Создание по словесному описанию при отсутствии каких-либо наглядных опор графической трехмерной модели также возможно. Задачи, в процессе которых осуществляется постепенное вхождение студента в образ и активное его осмысление, считаются особенно полезными.

    Список использованной литературы

    1. Егорова Г.Н., Кислякова Т.В., Дерканосова А.А. Использование информационных технологий в высшей школе // Наука и образование – 2011: материалы Международной научно-технической конференции. Мурманск: Изд-во МГТУ, 2011. С. 266–270.
    2. Кузьменко Е.А. Формирование готовности к профессиональной деятельности студентов в процессе обучения инженерной графике: дис. … канд. пед. наук. Воронеж: Изд-во ВГТУ, 2006.
    3. Фазлулин Э.М., Макарова М.П. Компьютерная графика – неотъемлемая часть образовательного процесса // Актуальные проблемы графической подготовки в высшем профессиональном образовании: тезисы докладов Всероссийского совещания заведующих кафедрами инженерно-графических дисциплин вузов РФ. Казань: Изд-во КГТУ, 2006. С. 174–176.

    РФ, Ленинградская область, г. Гатчина, ул. Рощинская, д. 5 к.2