Назад

Графическое образование в условиях информатизации общества

Фото Вольхин Константин Анатольевич (Новосибирский государственный архитектурно-строительный университет (Сибстрин))


Современные информационно-коммуникационные технологии активно внедряются во все сферы деятельности человека. Способность полноценного использования их в повседневной и профессиональной деятельности является одним из важнейших требований к инженерно-техническому работнику, имеющему высшее образование. Информационно-коммуникационные технологии – технологии работы с информацией, в этом смысле процесс обучения и есть такая технология превращения учебной информации в знания, умения и навыки обучаемых. Новые информационные технологии предполагают использование в информационных потоках современных аппаратных и программных средств.

Графические дисциплины – можно рассматривать как предметные области, в процессе изучения которых студент приобретает навыки представления и восприятия информации в наглядном, графическом виде. Поэтому использование компьютеров с графическими программными продуктами в процессе визуализации информации переводит их в ранг новых информационно-коммуникационных технологий.

Сегодня основная проблема графической подготовки с точки зрения автора заключается в том, что мы рассматриваем ее с позиции традиций как начертательную геометрию и инженерную графику, в то время как инженерная графическая деятельность более многогранна. Если проанализировать, какие виды графики требуется для реализации информационной поддержки жизненного цикла изделия от замысла до утилизации, то на каждом этапе актуальными будут различные виды электронных графических документов. Поэтому введением в графическую подготовку высшей школы должно стать ознакомление с прикладными аспектами компьютерной графики.

Что такое компьютерная графика, какие расширения имеют графические документы и их особенности, какие графические редакторы используются для растровой, векторной и фрактальной графики? Развитие компетентности в этой области предполагает знакомство с особенностями чертежно-графических программ общего и специального назначения, аппаратными и программными средства получения электронного изображения, а также особенностями объекта визуальной коммуникации (формирование изображение на экране монитора, получение твердой копии, включая 3D-печать). Эти знания являются предметной областью основ компьютерной графики и имеют большое значение для графической подготовки специалиста любой специальности.

Начертательная геометрия – дисциплина, изучающая правила построения плоской графической модели трехмерного объекта, имеющие большое значение в формировании технического мышления будущего инженера. До тех пор, пока в технологическом процессе производства изделия будет использоваться чертеж, способность синтеза целостного образа объекта по проекционному многокартинному изображению, будет важным условием успешности профессиональной деятельности инженера.

Если все графические работы, выполняемые в процессе изучения начертательной геометрии, выполнять в любом чертежно-графическом пакете общего назначения, то одновременно с изучением содержания дисциплины студент приобретает навыки работы с инструментами плоского черчения, которые впоследствии станут основой построения электронной трехмерной геометрический модели объекта. При этом следует отметить, что сам процесс формирования электронной трехмерной модели, изучаемого объекта, является иллюстрацией методов формообразования, изучаемых в начертательной геометрии. Переход к выполнению эпюров с помощью компьютерной технологии приводит как к обогащению содержания начертательной геометрии, так и повышению информационной грамотности субъектов образовательного процесса.

Инженерная графика – дисциплина, целью которой является изучение правил оформления конструкторских документов. Основным графическим конструкторским документом пока является чертеж, содержанием которого является плоская информационная модель изделия. Конструктор, проектируя изделие, должен в первую очередь на основании дизайнерских решений и технических расчетов создать геометрическую модель, а затем дополнить ее информацией необходимой для технологической подготовки производства.

Инструментальные возможности современных систем автоматизированного проектирования позволяют на этапе формирования геометрической модели создавать не плоскую, а трехмерную модель, как отдельной детали, так и сборочной единицы, с анализом ошибок сопрягаемых поверхностей. Таким образом, при проектировании изделия мы имеем возможность создать виртуальную модель изделия и проверить ее работоспособность, что в значительной степени сокращает подготовку производства проектируемого изделия. В связи с этим в процессе обучения инженерной графике студент должен приобрести навыки построения трехмерной модели детали, сборочной единицы и подготовки ассоциативного чертежа – плоской информационной модели изделия с учетом требования стандартов.

Деловая и презентационная графика – раздел знаний направленный на изучение технологии представления результатов деятельности для доказательства инвестиционной привлекательности, рекламы готовой продукции, технического сопровождения изделия и т.п. Введение данной дисциплины, с нашей точки зрения, должно завершать общую графическую подготовку, знакомством с различными графическими пакетами, используемыми в науке, дизайне, рекламе и на других этапах информационного сопровождения жизненного цикла изделия, для создания статических и динамических изображений. Кроме того, можно выделить специальную графическую подготовку, предполагающую приобретение навыков работы с системами автоматизированного проектирования профильного назначения, позволяющими формировать информационную модель изделия, здания, инженерных сооружений и т.п., в зависимости от направления подготовки.

Подобная структура инженерной графической подготовки направлена на формирование современного информационно-грамотного специалиста, имеющего представление о различных способах представления графической информации и способного правильно формировать и понимать информационные сообщения, что определяется государственным образовательным стандартом (ГОС) как общекультурная компетентность. Так для бакалавров строительства и архитектуры овладение культурой мышления, способность к обобщению, анализу и восприятию информации в государственном образовательном стандарте нового поколения представлено как первая общекультурная компетентность. Кроме того, ГОС предполагает, что результатом изучения инженерной графики бакалавром строительства должно стать приобретение таких профессиональных компетенций как овладение основными законами геометрического формирования, построения и взаимного пересечения моделей плоскости и пространства, необходимые для выполнения и чтения чертежей зданий, сооружений, конструкций и деталей, составления конструкторской документации; овладение основными методами, способами и средствами получения, хранения, переработки информации, приобретение навыков работы с компьютером как средством управления информацией и способности работать с информацией в глобальных компьютерных сетях.

Вопросы и комментарии к докладу:


Фото
Хейфец Александр Львович
(6 марта 2010 г. 0:44)
Здравствуйте, Константин Анатольевич. С интересом прочел Ваш доклад. Мои возражения состоят в следующем: 1. Согласен, что пока чертеж сохраняет свою роль, начертательная геометрия нужна, чтобы его понимать и восстанавливать пространственный образ. Но из учебного материала для этого достаточно малой толики того, что насоздавала эта наука для саморазвития и самоутверждения. Нужно сворачивать это курс как уходящий в прошлое и переходить на 3D-технологии как в теоретической так и практической подготовке студентов. Мое возражение, в связи с этим, вызвано тем, что Вы призываете учить чертить эпюры на компьютере?! Ведь есть известные Вам методы построения чертежа (тех же эпюр) по 3D-модели. Наверняка Вам известны и технологические системы обработки напрямую по 3d-модели, без чертежа. Так зачем же "цепляться" за старое, за эпюры на компьютере. 2. Категрически не согласен с Вашим тезисом, что "процесс формирования электронной трехмерной модели, изучаемого объекта, является иллюстрацией методов формообразования, изучаемых в начертательной геометрии". Это начертательная геометрия является иллюстрацией методов формообразования. Иллюстрацией исторически вынужденной. Но сейчас все возвращается на круги своя. Поинтересуйтесь, как работают в фирмах, где молодые выпускники, прошедшие соответсвующую 3d-подготовку (а не построение эпюр на компьютере). Я интересуюсь - строят 3d-модель в Inventor'е, затем по ней чертежи в AutoCAD'е. (Возможны варианты пакетов) Это реалии сегодняшнего дня и нужно их учитывать в своей преподавательской деятельности. В остальном я с Вами согласен. С уважением. А.Л. Хейфец
Фото
Вольхин Константин Анатольевич
(8 марта 2010 г. 19:14)
Здравствуйте Александр Львович. Спасибо за внимание к моему докладу. Если посмотреть програмные продукты реализуемые ведущими разработчиками CAD, то можно увидеть то, что практически все выпустили сборку предназначенную для плоского черчения. С моей точки зрения - это шаг назад. Но это говорит о том, что построение плоской модели объекта еще имеет даже коммерческую значимость. Я не согласен с Вам в том, что инструменты формообразования CAD не являются иллюстрацией алгоритмов НГ, выдавливание, вращение, кинематическая поверхность - все это движение образующей по определенному закону, что мы рассматриваем в разделе формообразование поверхностей. Настараживает другой вопрос - сегодня мало кто из студентов воспринимает проекционный чертеж. Вместо конуса, видят треугольник и окружность, вместо параллелепипеда - два прямоугольника. Конечно с помощью трехмерной электронной модели намного проще передать информацию об изучаемом объекте, нагляднее и доступнее для восприятия. Я интересовался как сейчас обстоят дела в строительной отрасли и знаю какие CAD сейчас представляют интерес с точки зрения формирования информационной модели объекта, к сожалению они не получили еще широкого распространения в производстве. При этом я согласен, что мы должны готовить специалиста для завтрашнего дня, но чтобы он мог работать и сегодня.
Фото
Хейфец Александр Львович
(11 марта 2010 г. 0:19)
Уважаемый Константин Анатольевич, я понимаю,что мое стремление сказать последнюю фразу в споре не лучшее качество, но все же... 1. Если студент после должного объяснения не понимает, что треугольник и окружность отображают конус, не нужно на него тратить силы, учить нужно тех, кто понимает. 2. То, что выпускают программные продукты 2D, понятно: никто не отрицает роли и достоинств этой исторически сложившейся технологии. Но она уходящая. Ибо наступает естественная для человека (как 3D-существа) 3D-технология, к тому же компьютерная. 3. То что в фирмах продолжают чертить по 2D - а что же Вы хотите, если в некоторых вузах их учат чертить эпюры на компьютере. Учите по новому - и работать будут по-новому. Мои выпускники работают по-новому. А.Л. Хейфец
Фото
Столбова Ирина Дмитриевна
(11 марта 2010 г. 9:31)
В вашем споре, уважаемый коллеги, я поддерживаю мнение Константина Анатольевича. Увы, придя в фирму, не выпускники определяют правила игры. Я имею в виду крупную известную фирму, например, наш Пермский "Авиадвигатель", на котором мне довелось работать в начале моей трудовой карьеры. 2-d технология до сих пор не умерла, параллельно существуют обе методики. Чему учить студента? Здесь необходимо учитывать мнение работодателей. Об этом говорится в новых образовательных стандартах (см. мою статью). Выпусники сегодня должны знать и то, и другое. С уважением, И.Столбова
Варушкин Владимир Петрович
(11 марта 2010 г. 12:39)
Уважаемые коллеги, 2D и 3D строится по математическим алгоритмам. Выделение их друг от друга - в самостоятельное и главное, мне кажется некорректно. Необходимость того и другого в инженерии - очевидно. С уважением, В.Варушкин
Фото
Вольхин Константин Анатольевич
(11 марта 2010 г. 19:43)
Я рад за Ваших выпускников. Про конус Вы неверно меня поняли, я предложил студентам до обучения нашей дисциплине узнать изображенные на чертеже объекты, и ни чего не объяснял. Результаты опроса показали, что трехмерный объект изображенный на плоскости узнается только, когда он изображен аксонометрически, как только появляется два проекционных изображения, теряется объект - результат школьного обучения. Сейчас в школе черчение стало элективным курсом, а геометрия объедениена в единый курс - математики, т.е. уровень графического образования будет еще падать. При этом я не сторонник восполнять пробелы довузовского образования за счет времени отведенного на дисциплину. Соглащусь с Владимиром Петровичем, что противопоставлять 2D и 3D технологии формирования конструкторской документации очень сильно связаны между собой. Поэтому мой студенты осваивают инструменты плоского черчения при работе над эпюрами на тему "Точка, прямая, плоскость", задачи по взаимному пересечению поверхностей решаются уже в режиме плоского чертежа и модели, а в инженерной графике вся конструкторская документация оформляется в режиме ассоциативного чертежа. Разделение 2D и 3D в КОМПАС, как раз и иллюстрирует их взаимосвязь. Ирина Дмитриевна спасибо за поддержку. Спасибо коллеги за внимание к моему докладу.
Фото
Хейфец Александр Львович
(12 марта 2010 г. 2:09)
Уважаемые коллеги. 1. Напомню начало спора в этом докладе. Я упрекнул коллегу за фразу в его докладе: "Переход к выполнению эпюров с помощью компьютерной технологии приводит как к обогащению содержания начертательной геометрии, так и повышению информационной грамотности субъектов образовательного процесса." То есть упрек за начертательную геометрию. В инженерной графике мы на кафедре понимаем роль 2D и сохраняем ее в пропорции 50%. У нас 4 часа в неделю, из них два часа карандаш, а 2 часа в компьютерном классе 3D в AutoCAD. Так что, уважаемая Ирина Дмитриевна (в связи с Вашей поддержкой автора), Вы тоже за то, чтобы выполнять эпюры по начертательной геометрии на компьютере? 2. Уважаемый Константин Анатольевич, Вы уж не сердитесь за то, что начались "разборки" на Вашей странице. Просто хочется немного, пользуясь прекрасными возможностями этой интернет-конференции, "размяться" с пользой для дела. Где бы еще можно было так пообщаться. Поэтому, Ирина Дмитриевна, спасибо за организацию такой конференции. 3. Уважаемый Владимир Петрович. Выделение 2D и 3D в "самостоятельное главное" объективно, связано с их принципиальными отличиями: либо понимать пространство через проекции, либо естественно, через 3D-наглядные объемные модели (и не "париться",как говорят студенты, с этими проекциями). Кроме того, над нами давлеет ограниченный объем часов. Поверьте, что каждый из нас хотел бы сохранить в полном объеме 2D, в том числе и прекрасную начертательную геометрию. Но время заставляет учить новому в рамках тех же часов. Поверьте также, что кроме нас или после нас никто не научит 3D. Или научат так, что "лучше не надо". Так часто делают выпускающие кафедры, подрабатывая на наших недоработках. Считаю в итоге, что примеренчество в этом вопросе - не лучший вариант. А.Л. Хейфец
Фото
Вольхин Константин Анатольевич
(12 марта 2010 г. 7:09)
Александр Львович, я даже рад такому активной дискуссии на моей странице, потому что сейчас поглащен подготовкой регионального конкурса по компьютерной графике в КОМПАС для школ, ССУЗов и ВУЗов, который состоится 17 марта и регулярно проверяю только свою страницу. Когда мы с вами обсуждаем, что лучше использовать в процессе обучения начертательной геометрии 2D или 3D, мы не учитывает тот факт, что сегодня в большинстве вузов (г.Новосибирск и г. Красноярск) используют бумагу и карандаш. Восприятие 3D моделей объектов намного удобнее по естественным причинам, но на протяжении всего графического образования шел процесс перехода от нарисованной картинке объекта (уроки рисования) через каркасноую (уроки геометрии) к проекционной (уроки черчения) т.е. постоянное усложнение в узнавании изображенного объекта - развивалось простванственное воображение. Сегодня (я повторюсь) в школах проблемы с графической подготовкой. И уже я видел специальные сборки компьютеров смонтированнуе в безопасную мебель для детских садов. Мне сейчас не понятно на каком уровне образования ребенок будет учится пользоваться карандашом (большой противник, чтобы это делалось в ВУЗе).
Фото
Шахова Алевтина Бруновна
(12 марта 2010 г. 13:59)
Здравствуйте Константин Анатольевич и все уважаемые коллеги, с удовольствием прочитала Ваи полемики, Вы все правы по своему, но существует игра в шахматы, которой, я думаю увлекаются многие, потому что- это работа ума, а начертательная геометрия это сродни шахматам, в силу этого давайте ее оставим хотя бы для умных. Спасибо. С уважением Шахова А.Б.
Фото
Вольхин Константин Анатольевич
(12 марта 2010 г. 17:31)
Здравствуйте Алевтина Бруновна, по большому счету мы начертательную геометрию и не трогаем. Хотя мне кажется, что судьба предмета уже предрешена, и даже не полемикой нужно или не нужно ее преподавать, а просто посмотрите в своих вузах средний возраст преподавателей знающих предмет. Я был во многих вузах на кафедрах где преподается НГ и мои наблюдения говорят о том, что молодежь не пытается разбираться с предметным содержанием, им интереснее работать с современными технологиями без чего сегодня невозможна графическая подготовка в вузе, а взрослые преподаватели не воспринимают компьютер как инструмент и некоторые не умеют с ним обращаться. Может у Вас другое мнение по состоянию дел?
Фото
Шахова Алевтина Бруновна
(12 марта 2010 г. 21:24)
Здравствуйте Константин Анатольевич,Вы,конечно правы в смысле кадров, преподающих НГ, и молодые кадры безусловно оставят, по всей вероятности, только компьютерные технологии, но это взгляд в будущее примерно через 5-10лет,средний возраст у нас ООО... Я думаю лет 10-15 мы еще продержимся. С уважением Шахова А.Б.
Фото
Хейфец Александр Львович
(12 марта 2010 г. 23:18)
Здравствуйте, коллеги. Хорошая подобралась компания. Рад встече на сайте конференции и возможности пообщаться. 1. Констатнин Анатольевич, похоже, мы пришли к одному выводу, что через 10 лет начертательная геометрия уйдет. И дело не в том, что молодежь не пытается в ней разобраться из-за своей пассивности или чего-то другого нехорошего, а потому, что в ней объективно не нужно разбираться ввиду наличия современных 3D-средств исследования пространственных свойств объектов. 2. Алевтина Бруновна. В шахматы играют в свободное время, а начертательная геометрия - это наша работа и предмет, которым мы заполняем (я чуть не сказал "пудрим") мозги нашим студентами. Поэтому, понимая реалии, неправильно загружать мозги студентов, особенно умных, но доверяющих нам, тем, что не будет востребовано через 10 лет. Работать по принципу "нам бы только день простоять и ночь продержаться" нехорошо, ай-я-яй. С уважением. А.Л. Хейфец
Фокина Нина Ивановна
(15 марта 2010 г. 12:50)
Константин Анатольевич, добрый день! Извините, что не по теме доклада,хотя дискуссия очень интересна. Я тут зашла и посмотрела систему Moodle, о которой вы упоминали в нашей переписке. Скажите, пожалуйста, она у вас используется только для дистанционного обучения? В нашем вузе используется (я так поняла аналогичная система) система EDUCON, слышали про такую? С ув. Фокина
Фото
Вольхин Константин Анатольевич
(16 марта 2010 г. 21:04)
Здравствуйте Нина Ивановна. Moodle - некоммерческий продукт, поэтому в настоящее время используется почти во всех вузах г. Новосибирска. Я попробовал исользовать эту оболочку для студентов дневного обучения. В принципе очень удобно. Не плохие тестовые формы и возможность представления заданий на проверку, в случае, если они сделаны в электронном виде. Есть статистика, по которой можно судить об активности студента. С "EDICON" я не знаком, насколько мне известно сегодня много различных систем, я еще в 2004 году работал с использованием системы для ДО(iPHPPortal) в НГТУ. С уважением К.А. Вольхин
Фокина Нина Ивановна
(18 марта 2010 г. 12:59)
Константин Анатольевич, спасибо за ответ и инфомацию. Желаю творческих успехов! С уважением Фокина

Назад