Назад

Слово в защиту начертательной геометрии

Солодухин Евгений Алексеевич (Санкт-Петербургский государственный аграрный университет)



На конференции как-то сформировался вопрос о том, нужно или не нужно преподавать начертательную геометрию при подготовке инженерных кадров. Т.е нужна ли начертательная геометрия вообще?

Для меня этот вопрос никогда не возникал. Я всегда был убежден в необходимости изучения этого предмета.

Общеизвестно, что в основе инженерного образования, лежат базовые общетехнические дисциплины: теоретическая механика, теория машин и механизмов, сопротивление материалов, детали машин, технология конструкционных материалов и начертательная геометрия, которая стоит первой в списке всех дисциплин инженерной направленности. Перечисленные общетехнические дисциплины это фундаментные блоки. Выбросьте хотя бы один из них, и прочность всего здания сразу окажется под вопросом. Такая попытка была сделана в США. Начертательную геометрию исключили из образовательного процесса. Ну и … Сейчас опять вернулись на исходные позиции. В Массачусетском технологическом университете (кампус UMass Lowell около Бостона), одном из самых престижных технических учебных заведений США и мира, при подготовке бакалавров инженерного дела изучают начертательную геометрию и, что особенно показательно, по учебнику С.А. Фролова. Что послужило причиной восстановления в правах начертательной геометрии не знаю, но, скорее всего, это возникшие трудности в профессиональной деятельности выпущенных специалистов, вызванные либо отсутствием знаний из нашей области, либо отсутствием пространственного представления и мышления, без которых творческая деятельность просто невозможна.

Начертательная геометрия развивает пространственное представление и мышление. Никто не говорит, что начертательная геометрия учит пространственному представлению. Пространственное представление закладывается при рождении человека, и оно либо есть, либо его нет. Этому научить нельзя, а вот развить заложенное качество можно и нужно. При изучении начертательной геометрии студент вынужден постоянно пытаться представлять рассматриваемые геометрические объекты в пространстве, т.е. постоянно тренировать свой мозг, что в конечном результате приводит к развитию пространственного представления. Любой конструктор, проектировщик или дизайнер перед тем, как приступить к компьютерному моделированию, мысленно выстраивает (представляет) разрабатываемый объект. Компьютер здесь не поможет. Затем выполняется прорисовка в виде эскиза либо от руки на бумаге, либо с использованием компьютера, как самостоятельного инструмента, так и в сочетании с графическим планшетом, заменяющим лист бумаги. Вот здесь без знания законов начертательной геометрии не обойтись. Внешняя форма любого объекта состоит из участков различных поверхностей, пересекающихся между собой. И, если разработчик не знает, а значит и не представляет, как на изображении будут показаны эти участки (отсеки) поверхностей и линии их пересечения, то изображение не будет соответствовать задуманному объекту.

Если взять «Инженерную графику», то и здесь нельзя все перекладывать на компьютер. Возьмем простой пример. Вы находитесь в цехе или в мастерской, и вам необходимо мастеру или рабочему объяснить задание. Естественно компьютера нет. «На пальцах» объяснить невозможно. Значит, нужен лист бумаги и карандаш. Если не знаешь законов построения изображений, которые изучаются в начертательной геометрии, то донесение вашей мысли до исполнителя становится весьма проблематично.

В настоящее время на основе государственных образовательных стандартов третьего поколения формируются новые учебные программы дисциплин, в которых закладывается перечень рассматриваемых вопросов и учебное время, отводимое на их изучение. С этими программами нам придется работать, т.е. они затрагивают каждого.

Поэтому, на наш взгляд, нужно говорить не о том, что изучать или не изучать начертательную геометрию, а о том, в каком объеме ее нужно изучать.

Все прекрасно знают, что каждая специальность требует своего объема знаний по каждой изучаемой дисциплине. И нужно, в первую очередь, определить какие разделы дисциплины нужно изучать в развернутом, углубленном виде, а по каким – дать элементарные знания.

Кто должен разрабатывать учебные программы?

Естественно напрашивается ответ – учебно-методические отделы (объединения) – УМО. Но, судя по предыдущим учебным программам, программы разрабатывали далекие от данного предмета и несведущие люди. Пример.  В учебной программе по начертательной геометрии и инженерной графике для специальности «Промышленное и гражданское строительство» сделана запись: «… задание точки, прямой, плоскости и многогранников на комплексном чертеже; монтажа, позиционные задачи,…». Причем здесь слово «монтажа»?  Конечно ни причем. Имелось в виду «Монжа», и точка с запятой должна стоять в другом месте. Кроме этого, в начертательную геометрию не внесены специальные разделы, изучаемые строительными специальностями: проекции с числовыми отметками, перспектива, теория теней, а в инженерную графику – правила оформления проектной документации для строительства. Т.е. программа для строительной специальности ничем не отличалась от программ для технических специальностей.

На наш взгляд, УМО должно поручить разработку проекта программы ведущему вузу заданного профиля, а затем разослать разработанный проект для получения рецензий по всем вузам этого профиля, а не в один или в два. На основе полученных отзывов выполнить доработку проекта. А в приеме окончательного решения по содержанию программы должны принимать участие не только члены УМО, но и  заведующие кафедрами. В этом случае будет исключен вариант принятия решения без учета пожеланий, представленных разными вузами. Иначе мы получим тот же вариант якобы всенародного обсуждения нового образовательного стандарта для средних школ, в ходе которого не было ни одного положительного отзыва на предложенный проект, а в итоге приняли то, что мы все сейчас имеем – полную дебиллизацию средней школы. Все поставлено с ног на голову. Основополагающие предметы переведены в разряд второстепенных, а второстепенные сделаны основными. Все сделано по принципу: собака лает, а караван идет. Полная свобода высказываний, как в Гайд-парке в Лондоне. Главное, что принцип демократии соблюден. Только проку от этого нет.

Что касается методов преподавания. Естественно они могут быть разными. Все зависит как от возможностей самого преподавателя, так и от финансовых возможностей и желания учреждения. Мы ни в коем случае не исключаем использования новых методов в преподавании нашей дисциплины, но ко всему надо подходить взвешенно. Не надо пытаться везде подменять компьютером с проектором живую речь преподавателя и его работу на классной доске. Иначе, как правильно подметил в своем докладе Д.Е. Тихонов-Бугров, посмотрели кино и разошлись. Ни в голове, ни в тетради.

Фото
Тихонов-Бугров Дмитрий Евгеньевич
(20 марта 2011 г. 13:28)

Приветствую Вас, уважаемый Евгений Алексеевич. С интересом прочитал Ваш материал, во многом согласен. Подскажите, пожалуйста, где можно посмотреть данные о преподавании начертательной геометрии в МТИ?

Тихонов-Бугров

Фото
Головнин Алексей Алексеевич
(20 марта 2011 г. 16:30)

Здравствуйте уважаемый Евгений Александрович!

Хочется возразить по следующим Вашим высказываниям:

«Я всегда был убежден в необходимости изучения этого предмета.

Общеизвестно, что в основе инженерного образования, лежат базовые общетехнические дисциплины: ….

Выбросьте хотя бы один из них ….»

В условиях научно-технического прогресса прямо на наших глазах появились новые знания, которые не менее необходимы в современных условиях, чем те которые Вы перечислили. Это информатика, программирование, компьютерная графика и другие, которые оказывают влияние на наш предмет. Эти науки преобразили общую картину научных и инженерных знаний. Во многом благодаря этим наукам происходит технологический прорыв в передовых отраслях.

Даже не будучи специалистом в начертательной геометрии, но обладая просто кругозором можно предположить, что эти изменения должны коснуться и нашей всеми любимой начерталки.

Одна из номинаций на много раз упоминаемой мной олимпиаде в г. Самара – это расчет методом конечных элементов в программе ANSIS. Не методами сопротивления материалов, заметьте, а именно МКЭ.

По своей научной работе я использую программу Винмашин, реализующую МКЭ. Однако, не будучи специалистом в области сопротивления материалов, обсуждал этот вопрос со знакомыми преподавателями сопромата. Без предварительного согласия не называю их фамилий. Они мне разъяснили, что по МКЭ напряжения рассчитываются действительно несравненно точнее методов сопромата, но МКЭ не заменяет научной работы в области гипотез прочности. Все четко и ясно. Однако насколько я понимаю, это их довольно личное мнение. Сопромат как студенты изучали, так и изучают в том же объеме, как и раньше, в ущерб МКЭ.

Во всех предложениях в рамках круглого стола, на мой взгляд, присутствует геометрическое моделирование. Одна из задач в связи с этим: При том же или уменьшившемся количестве часов трудно будет уделить геометрическому моделированию достойное внимание, не уменьшив содержание других вопросов.

С уважением Головнин А.А.

Солодухин Евгений Алексеевич
(20 марта 2011 г. 19:44)

Здравствуйте Алексей Алексеевич!

Я полностью согласен с Вами в том, что новые знания по информатике, компьютерной графике и др. преобразили общую картину научных и инженерных знаний. Но перечисленные мной общетехнические дисциплины все равно останутся базовыми инженерными дисциплинами.

Естественно, если вводятся новые учебные дисциплины при неизменном общем количестве учебных часов, то «старые» дисциплины должны потесниться. Вот только такое уплотнение должно проводиться разумно и очень взвешенно. Нельзя доводить учебную дисциплину до обзорного курса. В этом случае ее лучше вообще не изучать, так как будет просто потерянное впустую время. Лучше эти часы отдать другой дисциплине. Делать что-либо нужно хорошо, либо вообще не делать. То же самое должно происходить и внутри начертательной геометрии. Одни темы можно рассматривать в сжатом виде, а другие – в развернутом. Я думаю, что такой вопрос нужно рассматривать отдельно.

Что касается геометрического моделирования, то, на мой взгляд, это основа. От геометрии идет все, в том числе и прочностные характеристики. Возьмем, к примеру, способы нанесения размеров. На рабочих чертежах размеры ставят на основе технологии изготовления детали. Но этот способ нанесения размеров на первом курсе не может быть применен, так как студент не знаком с технологией изготовления. Следовательно, нужен другой способ, который на этом этапе обучения, а точнее на основе полученных знаний может быть применен. Это анализ геометрической формы детали. В ходе анализа формы детали студент определяет, что очень важно, и количество необходимых изображений на чертеже, и необходимые размеры.

Спасибо Вам за уделенное моему докладу внимание.

С уважением  Е.А.Солодухин.

Фото
Шацилло Людмила Анатольевна
(22 марта 2011 г. 0:08)

Доброе время, Евгений Алексеевич!

   1. «Попытки» убрать НГ из образования сделаны не только в США. Продиктованы они, думаю, государственным прагматизмом (не тратить лишних средств на не востребованные в данное время области знаний) и объективностью интенсивного индустриального развития. MTU – классический технологический университет, дающий глубокую теоретическую подготовку по всем прикладным направлениям технических наук. Это как закончить Оксфорд или Кембридж. Но и там  трехуровневое образование, и они, в основном, заканчивают только бакалавриат. Вопрос: нужно ли такое образование для всех?  Ведь большая часть технических специалистов на предприятиях, КБ – работают именно в качестве «делателей» (цитирую Ларкина),  занимаясь не творческой, но менее необходимой рутинной работой. Может их - то и нужно учить по заголовкам с помощью "MOBILE-LEARNING"? Ведь не зря же про нас говорят: вы такие умные, но почему же такие бедные?

2.     Не менее Вас обожаю поломать голову над графическими задачками. Но пространственное мышление необходимо развивать на задачах преобразования чертежа, развивая динамические пространственные представления. Конечно, пораньше, в возрасте 8-9 и т.д. классов. У нас в стране была целая научная школа в этой части.   В институтском возрасте, изучая НГ, боюсь, мы уже примеряем общие алгоритмы, к решению частных задач. Опасность перехода полностью на КГ, думается мне, прежде всего в том, что мы руку инженера не развиваем. Просто необходима техника эскиза и техрисунок.  И тогда  тактильные сигналы (от точной руки инженера) будут  сукцессивно  доходить до мозга и связь рука – мозг, надеюсь, не разладится. А пространственное мышление как раз  формообразованием с помощью твердотельного моделирования из графических примитивов имеется ввиду формировать и тренировать. Да…

Л.А. Шацилло


Назад