Назад

Стратегия компьютерно-графической подготовки в условиях перехода на ФГОС третьего поколения

Фото Райкин Леонид Исаакович (Нижегородский госуд. технический университет им. Р.Е. Алексеева)

Соавтор(ы): Якунин Вячеслав Иванович, Сидорук Ростислав Михайлович, Соснина Ольга Анатольевна

Принятое руководством Минобрнауки решение о переходе к федеральным государственным стандартам (ФГОС) третьего поколения привело к необходимости пересмотра стратегии геометрической и графической профессиональной подготовки кадров, включая кадров по информационным технологиям (ИТ-кадры). При двухступенчатой системе подготовке ИТ-кадры выпускаются на стадии бакалавров и магистров. Но с учетом существующей на сегодняшний день и ближайшую перспективу ситуации, к ним присоединяются пока еще и ИТ-специалисты. Подготовка ИТ-кадров осуществляется и будет продолжена по нескольким направлениям, однако основную компьютерно-графическую подготовку (КГП) планируется реализовывать по профилям «Информационные технологии в дизайне» и «Информационные технологии в медиаиндустрии» направления «Информационные системы и технологии».

Ранее авторами была рассмотрена инновационная стратегия компьютерной геометрической и графической подготовки (КГГП) с позиции информационной поддержки жизненного цикла (ЖЦ) изделий (ИПИ- технологии) и инфраструктуры (ИПИН-технологии).

Важнейшим требованием ИПИ и ИПИН, предъявляемым к КГП, является ее полная информатизация, переход к электронному документообороту и внедрение информационных систем (ИС) на всех этапах обучения, включая самостоятельные, курсовые, выпускные и дипломные проекты. ИПИ- и ИПИН-технологии в большинстве областей использования ИТ (производство, строительство, образование, наука, инфраструктура, медиаиндустрия) является сейчас основной средой деятельности ИТ-кадров.

На всех стадиях ЖЦ ИПИ- и ИПИН-технологий присутствуют информационные модели, большинство из которых составляют геометрические и графические модели. Большинство сфер материального производства оперирует либо с визуальными образами создаваемого и эксплуатируемого изделия объекта, либо с его математической (в большей мере геометрической) моделью.

Стратегически новым в компьютерно-графической подготовке становится переориентация на трехмерную геометрическую модель (ГМ) – математическое описание структуры изделия или инфраструктуры, полный набор координат и геометрических характеристик их элементов. Электронным воплощением ГМ становится электронная модель или электронный макет (ЭМ) изделия и его составляющих. По существу, ЭМ представляет собой набор данных, однозначно определяющий требуемую форму и размеры изделия. ГМ может быть каркасной, поверхностной или твердотельной. При необходимости 3D-модель достаточно просто преобразовать в 2D-модель, то есть в чертеж на плоскости. Именно ЭМ играет роль первоисточника для всех этапов ЖЦ изделий и инфраструктуры, хранится в базе данных проекта изделия или инфраструктуры и обеспечивает решение задач проектирования, производства, строительства и эксплуатации.

В основе 3D-профессиональных графических пакетов лежит серьезный математический аппарат, реализованный в ядре графической системы. Это математические зависимости, описывающие формирование цифровой модели реальных объектов, их преобразования, а также алгоритмы для просчета освещения трехмерных сцен (областей виртуального пространства, содержащих трехмерные объекты и источники света).

Ко второй инновации КГП можно отнести переоценку таких важных областей, как цифровое прототипирование и концептуальный дизайн архитектурных объектов, планирование помещений, проектирование оборудования, рекламы, разработки в области виртуального моделирования возможного и безопасного эксперимента и др.

Третьей компонентой КГП, требующей инновационной переработки, становятся способы формирования и обработки изображений компьютерной графики (растровой, векторной, гибридной).

Для реализации предлагаемой стратегии КГП в проекте ФГОС третьего поколения по профилям «Информационные технологии в дизайне» и «Информационные технологии в медиаиндустрии» направления «Информационные системы и технологии» закладываются следующие мероприятия:

В цикл КГП включены фрагменты дисциплин трех видов:

Курсовая или дипломная работа будущих ИТ-кадров – не просто комплект чертежей, эскизов, схем с пояснительной запиской в электронном виде. Это информационная система с классификационной структурой, интерактивностью, визуализацией (в том числе виртуальной и анимационной), графическим интерфейсом, дизайном и навигацией. Для современной информатизированной КГП обязательно проведение на втором курсе курсовых работ на основе базовых профессиональных информационных технологий (ИТ), выбранных в данном техническом университете.

Современный уровень ИПИ- и ИПИН- характеризуется использованием 3D-технологий, виртуальных и геоинформационных ИТ, мультимедиа, компьютерного дизайна. Такие ИТ обладают большой наукоемкостью, в них отражены многие методы современного математического и особенно геометрического моделирования, поэтому они не могут не применяться в ГГП. Комплекс ИТ, в которых представлены методы геометрического и графического моделирования, естественно назвать графическими ИТ (ГИТ), а ИС, где большую долю информационных ресурсов (ИР) составляют геометрические, виртуальные, анимационные и геоинформационные графические модели – графическими ИС (ГИС).

Главная цель инноваций в КГП – развитие образного мышления, пространственной интуиции и воображения, актуальных в современном развитии ИТ, существенный рост производительности и качества обучения без увеличения количества учебных часов. Поскольку КГП является начальной и базовой дисциплиной, ее основная задача – создание информационно-графической основы для использования ее методов в общепрофессиональные (ОПД) и в специальные дисциплины (СД). При этом значительная часть СД освобождается от общих методов и технологий ГИТ и ГИС.

Действующие пока ГОСы второго поколения ориентированы в основном на «ручную» ГП, не пригодную для ИПИ- и ИПИН-технологий, архаичную по производительности труда и эффективности. В большинстве вузов в качестве ГП позиционируются начертательная геометрия (НГ) и инженерная графика (ИГ) с минимальным числом учебных часов. В отдельных случаях бывает дополнительно предусмотрена компьютерная графика (КГ) с устаревшим на сегодняшний день содержанием, не ориентированным на современные профессиональные ГИТ. Таким образом, ГОСы второго поколения, с одной стороны, фактически ухудшили старую «ручную» ГП, а с другой – не предусмотрели преподавания даже основ профессиональной КГП.

В настоящее время завершается формирование ФГОС третьего поколения, в котором должны быть отражены сегодняшние, а в перспективе – и завтрашние требования к КГП. Все профессиональные ИТ (с их жизненным циклом, ежегодной сменой поколений, инфраструктурой технической поддержки и обучения) науко- и трудоемки. Несмотря на значительные учебные скидки, комплексы профессиональных ГИТ по стоимости значительно превышают стоимость технического обеспечения. Поэтому выбор базовых ГИТ, стратегически важен.

В этой связи принципиальным вопросом, который необходимо решить каждому вузу самостоятельно с учетом состояния конкретного регионального сектора экономики, является подготовка конкретных ИТ-кадров и соответствующий выбор конкретных базовых ГИТ.

Основными требованиями к базовым профессиональным ГИТ должны быть:

Научно-методический совет (НМС) РФ по начертательной геометрии, инженерной и компьютерной графике в последние годы рекомендует в качестве базовых ГИТ использовать комплекс программных продуктов мирового лидера Autodesk, и поэтому представляется рациональным выбрать его в качестве одной из базовых информационных технологических платформ для КГП в направлении «Информационные технологии и системы», профилей «Информационные технологии в дизайне» и «Информационные технологии в медиаиндустрии». Этот комплекс, как нельзя лучше, соответствует основным требованиям, предъявляемым к базовым ГИТ, и наиболее распространен в высшей школе России.

Тел.: (831) 436-23-03 , e-mail: sidoruk@nocnit.ru

Вопросы и комментарии к докладу:


Фото
Хейфец Александр Львович
(28 февраля 2010 г. 13:33)
Уважаемый Леонид Исакович, как Вы относитесь к направлению 08080 "Информатика по областям" Область: Прикладная информатика в дизайне. В чем отличие между этим направлением подготовки и Вашим 230200. Это интересует в связи с тем, что нам руководством поставлена задача стать выпускающей кафедрой. Поэтому рассматриваю Ваш пример и пример МАИ (230200). "Куда податься?" А.Л. Хейфец
Фото
Максименко Любовь Александровна
(20 марта 2010 г. 2:44)
Уважаемый, Леонид Исаакович! Приглашаем Вас принять участие во Всероссийской научно-практической конференции «Информационные технологии и технический дизайн в профессиональном образовании и промышленности», которая состоится 21 – 22 апреля 2010 года в Новосибирском государственном техническом университете. Информация о конференции размещена на сайте: http://www.graph.power.nstu.ru/ Адрес для связи: maksimenko_la@mail.ru

Назад