Назад

Подготовка студентов к олимпиаде по графическим дисциплинам

Фото Мальцева Галина Александровна (Сибирский государственный аэрокосмический университет)

Соавтор(ы): Нюкалова Светлана Игоревна, Левко Андрей Анатольевич

В настоящее время рынок труда предъявляет довольно жесткие требования к уровню квалификации выпускников технических вузов. От них помимо высокой профессиональной подготовки требуются такие фундаментальные формы проявления умственной деятельности инженера, как его мышление, воображение и фантазия в техническом творчестве. Графические дисциплины, более чем какие-либо другие способствуют развитию последних, так как изучают законы, алгоритмы и средства визуализации информации о геометрических оригиналах, процессах и явлениях. Они взаимосвязаны практически со всеми дисциплинами вузовской программы, при изучении которых используются различные графические модели: чертежи, схемы, графики, рисунки и т.д. Сегодня нельзя не считаться с тем, что 3D компьютерное геометрическое моделирование потеснило инженерную графику. Некоторые задачи начертательной геометрии утратили свою актуальность и, с развитием трехмерных технологий, знания целых разделов становятся не обязательными в области графического образования. Все это требует нового подхода к формированию структуры и содержания геометро-графического образования. Что же сегодня? В новом поколении федеральных государственных образовательных стандартов высшего профессионального образования (ФГОС ВПО) в требованиях, относящихся к графическим дисциплинам, по-прежнему говорится о знании основ начертательной геометрии. Рабочие программы по начертательной геометрии составляются с учетом компетентностного подхода, но по-прежнему, содержат все разделы дисциплины. Поэтому олимпиады по графическим дисциплинам проводятся по трем секциям: «Начертательная геометрия», «Инженерная графика» и «Компьютерная графика». Число студентов желающих принять участие в олимпиаде по компьютерной графике значительно возросло. Интерес к информационным технологиям говорит сам за себя, студентами выбор сделан. На протяжении нескольких лет секция «Компьютерная графика» проводится на базе кафедры «Инженерная графика» СибГАУ. Задания состоят в создании трехмерной модели детали по ее рабочему чертежу. Студенты могут выполнять задания в разных системах моделирования: KOMPAS, SоlidWorks, INYENTOR и др.

 Студенческие годы – это время интенсивного развития интеллектуальных и творческих сил, формирования убеждений, нравственных принципов и т.д. Очень важно чтобы в этот период произошло изменение отношения к учебе с обязанности на интерес, что необходимо для стимулирования процесса творческой активности. В некоторой степени этому способствует проведение внутривузовских и региональных олимпиад. Очевидно, что участие в олимпиаде способствует развитию и саморазвитию интеллектуальных возможностей, а также творческого потенциала студентов. И хотя студенты в процессе познания ничего нового не открывают, но в собственном умственном развитии они осваивают для себя новую научную информацию, перерабатывают ее в личные знания, т.е. творят себя как личность. Это способствует повышению интереса студентов к дисциплине, развитию их исследовательских умений, логического мышления, творческой активности и, в конечном итоге совершенствованию качества подготовки будущих специалистов. Для некоторых студентов участие в олимпиаде может оказаться решающим в выборе будущей сферы профессиональной деятельности.

В конце первого семестра преподаватели на занятиях выявляют наиболее успешных студентов и рекомендуют их для участия во внутривузовской олимпиаде. Студенты, проявившие желание участвовать в олимпиаде без рекомендации преподавателя, не должны иметь задолжностей по дисциплине. Участники олимпиады в секции «Компьютерная графика», готовятся к олимпиаде в компьютерном классе в часы, отведенные для самостоятельной работы студентов. Участники олимпиады в секциях «Начертательная геометрия» и «Инженерная графика» получают альбомы задач для самоподготовки, решают их и предоставляют на проверку преподавателю. Преподаватель проверяет правильность решения задач и, если есть необходимость, консультирует.

К участию в региональной олимпиаде допускаются победители и призеры внутривузовских олимпиад. Неоспоримо то, что сама олимпиада – это итог работы и преподавателей, и студентов. Проведение олимпиад процесс достаточно сложный и многогранный. Он затрагивает насущные вопросы в образовании:

 - выявление и развитие у студентов творческих способностей;

 - формирование интереса к научно-исследовательской деятельности;

 - развитие сотрудничества с другими вузами;

 - повышение квалификации преподавателей, участвующих в проведении олимпиады.

             В рамках данной статьи расскажем, как мы готовим студентов к участию в региональной олимпиаде по начертательной геометрии. Преподавателям, ответственным за подготовку к региональной олимпиаде выделяются часы, в которые они занимаются подборкой и разработкой заданий, а также работают со студентами. Важно чтобы эта работа была плодотворной, направленной на развитие поисковых умственных способностей студента, т.к. творческий процесс – это поиск наиболее результативных путей и способов решения познавательных проблем. Творчество в познании требует от студента и воображения, и гибкого ума, и логики мышления и, конечно, желания заниматься. Можно ли развивать у студентов эти качества? Многолетний опыт участия нашей кафедры в региональных олимпиадах показывает что можно. И это подтверждается тем, что команда СибГАУ в региональных олимпиадах по графическим дисциплинам ежегодно занимает призовые места. Преподаватели в процессе подготовки студентов к олимпиаде, обеспечивают работу студентов не в среде учебного материала, который нужно усвоить, а в среде учебных проблем, которые они должны научиться решать. Потому и имеет большое значение качество задач, подобранных или разработанных преподавателями. Задачи должны быть привычными по формулировке и тематике, но при этом оригинальные по сюжету и предполагаемой идее решения. Решение таких задач требует смекалки, умения использовать знания в непривычной, нестандартной ситуации. В решении каждой задачи присутствует крупица открытия, а найденное решение является своего рода победой. Если студент увлечен, то умственная работа становится для него необходимой. Задача преподавателя сводится к тому, чтобы поддержать интерес, правильно оценить оригинальные подходы в решении задач, обеспечить студента достаточным количеством заданий, научить работать в команде. И если в процессе совместной подготовки к олимпиаде команда состоялась, студенты и после нее поддерживают дружеские отношения. Несмотря на многообразие задач, решаемых методами начертательной геометрии, каждое из решений состоит из комбинаций небольшого числа однотипных операций. Например, проведение прямой через заданные точки, построение перпендикуляров, параллельных прямых, заданных углов, проведение окружностей и т.д. Поэтому подготовку студентов к олимпиаде мы начинаем с решения задач по схеме, т.е. учим составлять алгоритмы решения задач. Наши студенты занимаются по учебнику «Начертательная геометрия» С.А. Фролова и «Курс начертательной геометрии» В.О.Гордона. Слово «алгоритм» в этих учебниках упоминается, но без определения. Поэтому мы взяли следующее определение: «Точно определенное правило действий (программа), для которого указано, как и в какой последовательности это правило необходимо применить к исходным данным задачи, чтобы получить ее решение, называется алгоритмом». При работе с алгоритмами учитывается то, что студенты уже владеют системой символов и обозначений и могут план решения задачи с лексического языка переводить в символические записи. И наоборот, умеют условные обозначения и символы воспринимать как абстрактные модели соответствующих геометрических фигур и логических операций. Символический язык помогает четко и компактно записать решение сложных задач, дисциплинирует мышление, приучает студентов к формализации логических операций. Алгоритмизация позволяет систематизировать и обобщить способы и приемы решения задач. Это, во - первых развивает у студентов навыки подхода к решению конкретных задач с общих позиций и, во - вторых, сокращает время на решение задач. В алгоритме по начертательной геометрии должна быть изложена только идея решения той или иной задачи, т. е. его наличие не должно связывать мысли и инициативу студента. Далее рассматриваем классификацию задач, учим студентов анализировать комплексные задачи, разбивать на основные части, выявлять назначение каждой из них. Общеизвестно, что в начертательной геометрии решаются две обобщенные задачи:

 - исследование методов отображения пространства на плоскость и получения на ней соответствующих графических моделей как пространства в целом, так и конкретных пространственных форм и отношений;

 - определение и исследование геометрических характеристик пространственных форм и отношений по их графическим моделям.

В учебном курсе начертательной геометрии графическую модель пространственной формы получают методом проекций. Графическая модель позволяет определить геометрические характеристики изображенных на ней пространственных фигур и их отношения. Геометрические характеристики могут быть позиционными и метрическими. Авторы некоторых учебников по начертательной геометрии, все задачи делят на две большие группы: позиционные и метрические. В позиционных задачах определяется взаимное расположение геометрических фигур. Основными фигурами пространства являются точка, линия и поверхность. Следовательно, существует всего шесть позиционных задач. Эти задачи при подготовке к региональной олимпиаде рассматриваем все. Метрическими, как известно, называют задачи, в которых требуется определить значения геометрических величин: длин отрезков, размеры углов, расстояния между геометрическими фигурами, площади, объемы и т.д. Если для решения позиционных задач графическая модель должна обладать свойствами позиционной полноты, то для решения метрических задач – метрической определенностью. После решения небольшого количества задач, студенты уже сами начинают анализировать поэтапно решение задачи, что иногда позволяет избежать ошибки. При решении метрических задач рассматриваем две основные задачи: построение взаимно перпендикулярных прямой и плоскости и определение длины отрезка. С помощью этих двух сформулированных задач можно определить любую метрическую характеристику геометрической фигуры из ее графической модели. Если за основные элементы пространства принимать точки, прямые и плоскости, то число метрических задач будет равно одиннадцати. Время на подготовку к олимпиаде ограничено, поэтому решаем только некоторые из них. Далее рассматриваем комплексные задачи, задачи с использованием методов преобразования чертежа и тела с двойным проницанием. Большая роль в подготовке студентов к олимпиаде отводится использованию мультимедийного оборудования. Наглядное представление задачи необходимо, если студент не справился с ее решением на комплексном чертеже. Задача решается в электронном виде поэтапно, поэтому иногда достаточно показать только начало решения.

 В ходе работы по подготовке к олимпиаде возникла необходимость в дополнительной литературе, т.к. в рамках отведенных часов хорошей подготовки достигнуть трудно, если студент не будет заниматься самостоятельно.

В настоящее время на кафедре ИГ готовится к изданию методическое пособие для подготовки студентов к олимпиаде по начертательной геометрии. Издание содержит краткую систематизированную теоретическую часть, наличие которой обеспечит процесс эффективного формирования у студентов алгоритмов решения задач. В пособии представлены прямые и обратные позиционные, метрические, а также комплексные задачи. Задачи подобраны по возрастающей сложности от простых до более сложных. Решение нестандартных задач, входящих в издание воспитывает у студентов желание и умение искать новые творческие решения, развивает пространственное воображение.

Учитывая то, что участие в предметных олимпиадах является одним из активных методов обучения, а значит и является одним из результативных путей повышения качества профессиональной подготовки студентов, хотелось бы в рамках конференции узнать об опыте организации и проведения внутривузовских и региональных олимпиад по графическим дисциплинам.

Вопросы и комментарии к докладу:



Назад