Компьютерная графика - основа геометро-графической подготовки

Размещено на http://allbest.ru

Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана (МГТУ им. Н.Э. Баумана)

Компьютерная графика - основа геометро-графической подготовки

Гузненков В.Н., доктор педагогических наук, доцент

Якунин В.И., доктор технических наук, профессор

Серегин В.И., кандидат технических наук, доцент

Журбенко П.А. , старший преподаватель

Переход высшей школы Российской Федерации на подготовку бакалавров и магистров, активное развитие вычислительной техники и информационно-коммуникационных технологий - все это требует дальнейшего совершенствования образовательного процесса в высшем профессиональном образовании.

Все студенты высших технических учебных заведений изучают геометро-графические дисциплины на младших курсах. К геометро-графическим дисциплинам базовой геометро-графической подготовки в техническом университете, относятся: начертательная геометрия, инженерная графика и компьютерная графика. Начертательная геометрия, как теория геометрического моделирования, являясь теоретическим ядром этих дисциплин, обеспечивает преподавание целого ряда технических дисциплин в высшем профессиональном образовании. По сути, являясь составной частью инженерной геометрии и компьютерной графики, она определяет освоение теоретических основ компьютерной графики и геометрии и является базой геометро-графической подготовки в техническом университете. Инженерная графика - практическая, прикладная дисциплина. Компьютерную графику принято рассматривать, как информационную технологическую дисциплину.

Совершенствованию содержания геометро-графической подготовки посвящено много исследований [1 - 4]. В данной работе предлагается информационная структура геометро-графических дисциплин.

Под компьютерной графикой будем понимать технологии создания, хранения, редактирования и передачи электронной графической информации.

Предметная область геометро-графической подготовки в системе высшего профессионального образования - это геометрическое формообразование и создание технической документации (текстовой и графической) [5]. За геометрическое формообразование отвечает учебная дисциплина «Начертательная геометрия [6]. Выполнение чертежей - область учебной дисциплины «Инженерная графика [7]. Компьютерная графика рассматривалась как часть инженерной графики, обеспечивающая возможность выполнения чертежей без чертежных инструментов, но с применением вычислительной техники.

Постоянно развивающиеся информационные, коммуникационные и компьютерные технологии оказывают большое влияние на сферу геометро-графического образования. Это связано с новым содержанием профессиональной деятельности, на всех стадиях которой используются информационно-коммуникационные технологии, компьютерные средства и вычислительная техника.

Развитие систем автоматизированного проектирования (САПР) привело к созданию пакетов трехмерного моделирования: Компас 3D, Inventor, SolidWorks и др. Сегодня в САПР можно не только выполнять конструкторскую документацию, но и создавать и изучать электронные геометрические модели простых и сложных тел и их комбинаций.

Формообразование целиком перекладывается на системы автоматизированного проектирования с их широкими возможностями визуализации. Тем самым учебная дисциплина «Начертательная геометрия» получила мощную визуализационную поддержку.

Создание электронных геометрических моделей деталей и сборочных единиц - следующий шаг геометро-графической подготовки. Выполнение чертежей и других видов графической информации выполняется в САПР в полуавтоматическом и даже автоматическом режиме.

Таким образом, в геометро-графической подготовке системы автоматизированного проектирования выступают в роли предмета для изучения и инструментария для геометрического трехмерного моделирования и создания плоскостных изображений, и все это в электронном виде, что облегчает редактирование, хранение и передачу графической информации.

Под профессиональной геометро-графической компетентностью понимается уровень осознанного применения геометро-графических знаний и умений, опирающихся на понимание функциональных и конструктивных особенностей моделируемых объектов, опыт геометро-графической профессионально-ориентированной деятельности, а также свободная ориентация в графических информационных технологиях [8].

В современных условиях роль геометро-графической подготовки существенно возрастает, поскольку постоянно расширяется область приложения геометрических знаний в различных сферах практической деятельности. Это связано, прежде всего, с тем, что в компьютерных технологиях проектирования важное место занимает электронная геометрическая модель, которая является начальным этапом при проектировании, изготовлении и эксплуатации изделий, инженерных сооружений и других конструктивных систем. Современный процесс проектирования начинается именно с создания трехмерной электронной модели на основе геометрических данных. Такая модель дает возможность специалисту визуализировать образ будущей конструкции, выполнить расчеты, провести проверку работоспособности, спроектировать технологию производства, проверить «сборку-разборку», изготовить конструкторскую документацию и др. При этом, компьютерное моделирование позволяет исследовать объект, а также контролировать результаты на любой стадии проектирования.

В отличие от целей, которые формируются в традиционной модели образования, цель геометро-графической подготовки рассматривается нами в единстве двух составляющих: предметно-содержательной и профессионально-деятельностной. Предметно-содержательный компонент включает: фундаментальную геометро-графическую подготовку специалиста, ориентированного на инновационную деятельность и на освоение новых знаний; развитие способности и готовности реализовать эти знания в профессиональной деятельности; графическую культуру специалиста, отражающую его компетентность в области знаний, умений и навыков по разработке и применению графической информации. Профессионально-деятельностный аспект предполагает подготовку специалиста высокой профессиональной квалификации, способного комплексно сочетать проектно-конструкторскую, исследовательскую и научную деятельность в профессиональной области.

Отдельного внимания заслуживает использование пакетов САПР в организации учебного процесса. Это и создание учебной литературы, и методическое обеспечение, и информационное обеспечение занятий [9, 10].

В Московском государственном техническом университете им. Н.Э. Баумана (МГТУ им. Н.Э. Баумана) на кафедре «Инженерная графика» реализован процесс обучения студентов геометро-графическим дисциплинам, который начинается с изучения функционала САПР, включает в себя начертательную геометрию, как теорию геометрического моделирования и заканчивается выполнением электронных моделей сборочных единиц и электронных сборочных чертежей со спецификацией.

Будущие бакалавры изучают геометро-графические дисциплины в течение 3-х семестров. Студенты, обучающиеся по программам подготовки специалистов, изучают геометро-графические дисциплины в течение 4-х семестров. Разница в программах подготовки - в сложности моделируемых объектов. компьютерный графика информационный конструкторский

За основной пакет САПР принят Autodesk Inventor [11, 12].

Полученные геометро-графические компетенции студенты используют: в следующих дисциплинах общепрофессионального цикла - теория механизмов и машин, детали машин; в курсовом проектировании; при выполнении дипломной работы или дипломного проекта.

Литература

1. Иванов Г.С. Компетентностный подход к содержанию курса начертательной геометрии // Геометрия и графика. - 2013. - Т. 2. - № 2. - С. 3-5.

2. Бочарова И.Н., Демидов С.Г. Актуальные проблемы преподавания проекционного черчения в техническом университете // Инженерный вестник. - 2015. - № 4. - С. 14.

3. Серегин В.И., Иванов Г.С., Суркова Н.Г., Боровиков И.Ф. Новые подходы к преподаванию начертательной геометрии в условиях использования информационных образовательных технологий // Инженерный вестник. - 2014. - № 12. - С. 44.

4. Гузненков В.Н. Геометро-графическое образование в техническом университете // Alma mater (Вестник высшей школы). - 2014. - № 10. - С. 71-75.

5. Якунин В.И., Гузненков В.Н. Геометро-графические дисциплины в техническом университете // Теория и практика общественного развития. - 2014. - № 17. - С. 191-195.

6. Гузненков В.Н., Журбенко П.А. Модель как ключевое понятие геометро-графической подготовки // Alma mater (Вестник высшей школы). - 2013. - № 4. - С. 82-87.

7. Гузненков В.Н. Тенденция развития геометро-графического образования в техническом университете // Инновации в образовании. - 2014. - № 12. - С. 131-137.

8. Гузненков В.Н. Формирование геометро-графического образования в техническом университете. - Москва: Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2014. - 224 с.

9. Гузненков В.Н., Журбенко П.А. Информационное оснащение аудиторных занятий // Теория и практика общественного развития. - 2013. - № 12. - С. 249-252.

10. Гузненков В.Н., Журбенко П.А. Учебный процесс с использованием графических пакетов // Теория и практика общественного развития. - 2014. - № 1. - С. 173-175.

11. 11. Гузненков В.Н., Демидов С.Г. Autodesk Inventor в курсе инженерной графики. Учебное пособие для вузов. - М.: Горячая линия-Телеком, 2009. - 144 с.

12. Гузненков В.Н., Журбенко П.А. Autodesk Inventor 2012. Трехмерное моделирование деталей и создание чертежей: учеб. пособие. - М.: ДМК Пресс, 2012. - 120 с.

Аннотация

Компьютерная графика - основа геометро-графической подготовки. Гузненков В.Н., доктор педагогических наук, доцент; Якунин В.И., доктор технических наук, профессор; Серегин В.И., кандидат технических наук, доцент; Журбенко П.А. , старший преподаватель; Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана (МГТУ им. Н.Э. Баумана)

Предлагается информационная структура геометро-графических дисциплин. Описана предметная область учебных дисциплин. Дано определение профессиональной геометро-графической компетентности. Представлены цели геометро-графической подготовки. Описано обучение студентов геометро-графическим дисциплинам в МГТУ им. Н.Э. Баумана.

Ключевые слова: геометро-графическая подготовка, компьютерная графика, учебный процесс.

Abstract

Computer graphics - basics geometric-graphic preparation. Guznenkov V.N., PhD in Pedagogy; Yakunin V.I., PhD in Engineering; Seregin V.I., PhD in Engineering; Zhurbenko P.A. Senior Lecturer. Bauman Moscow State Technical University

Is proposed information structure geometric-graphic disciplines. It describes the subject area disciplines. The definition of professional geometric-graphics competence. Presented purpose geometric-graphic preparation. Described student learning geometric-graphic disciplines in the BMSTU.

Keywords: geometric-graphic preparation, computer graphics, the learning process.

Размещено на Allbest.ru