ЭЛЕКТРОННОЕ  ДИНАМИЧЕСКОЕ  ПРЕДСТАВЛЕНИЕ  ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ  ОСНОВ  ИНЖЕНЕРНОЙ  ГРАФИКИ

Крутов  Владимир  Николаевич

д-р  техн.  наук,  профессор  С.-Петербургский  государственный  политехнический  университет,  институт  машиностроения  (ЛМЗ-ВТУЗ),  РФ,  г.  Санкт-Петербург

E -mail:  krutov.vladimir@rambler.ru

Вьюга  Александр  Алексеевич

канд.физ.-мат.  наук,  доцент  С.-Петербургский  государственный  политехнический  университет,  институт  машиностроения  (ЛМЗ-ВТУЗ)  ),  РФ,  г.  Санкт- Петербург

E-mail: 

ELECTRONIC  DYNAMIC  REPRESENTATION  OF  GEOMETRICAL  BASES  OF  ENGINEERING  GRAPHICS

Krutov  Vladimir

doctor  of  engineering  sciences,  professor  St.-Petersburg  State  Polytechnic  University,  machine-building  institute  (LMZ-VTUZ),  Russia  St.  Petersburg

Vyuga  Alexandr

cand.  phys.-math.  sciences,  docent  St.-Petersburg  State  Polytechnic  University,  machine-building  institute  (LMZ-VTUZ)  ,  Russia  St.  Petersburg

АННОТАЦИЯ

Освоение  базовых  знаний,  даваемых  в  курсе  инженерной  графики,  можно  ускорить  при  одновременном  увеличении  глубины  понимания  за  счёт  технологий  электронного  обучения.

ABSTRACT

The  mastering  of  basic  knowledge,  which  is  giving  in  a  course  of  engineering  graphics,  may  be  accelerated  with  simultaneous  increasing  of  depth  of  understanding  by  means  of  technologies  of  e-learning.

Ключевые  слова:   инженерная  графика;  динамическая  иллюстрация;  тренинг;  электронное  обучение 

Key  words:  engineering  graphics;  dynamic  illustration;  training;  e-learning

Проникая  во  все  сферы  человеческой  деятельности,  компьютерная  графика  как  IT-продукт  давно  вытеснила  кульман  из  инженерной  практики,  предоставив  конструктору  все  преимущества  современных  САПР.  Однако  инженерная  графика  остаётся  фундаментальной  дисциплиной  в  инженерно-техническом  образовании,  обеспечивая  саму  возможность  работы  специалиста  в  выбранной  им  сфере  деятельности,  будь  то  КБ  или  производство.  Без  навыков  чтения  чертежа,  не  умея  внятно  излагать  на  стандартном  графическом  языке  свои  мысли,  инженер  будет  испытывать  значительные  трудности,  преодолеть  которые  не  поможет  никакая  интуиция.

Особенностью  современного  курса  инженерной  графики  является  мẻньшее  количество  часов,  отводимое  на  изучение  классической  начертательной  геометрии.  Причём  требования  к  качеству  знаний  и  навыков  студента  после  прохождения  курса  только  усиливаются.  На  это  накладываются  определённые  проблемы,  порождённые  уровнем  подготовленности  абитуриентов,  что  в  свою  очередь  обусловлено  демографией,  избыточной  гуманитаризацией  средней  школы,  другими  проблемами  нашего  времени.

Начертательная  геометрия,  будучи  математической  основой  инженерной  графики,  содержит  множество  трудновоспроизводимых  построений  (особенно  вторая  её  часть  —  кривые  поверхности,  обобщённые  позиционные  задачи,  развёртка  …),  существенно  затрудняющих  понимание  предмета.  Вместе  с  тем,  даже  простые  алгоритмические  языки  дают  возможность  неторопливо  разворачивать  на  экране  процесс  решения  графической  задачи  со  всеми  его  подробностями,  удобно  располагая  обозначения,  сопровождая  это  контекстным  комментарием.  Более  продвинутые  современные  языки  способны  такую  демонстрацию  превратить  в  маленький  шедевр.  Немаловажно  и  то,  что  подготовка  подобных  интерактивных  «фильмов»  не  требует  чрезмерных  затрат.

В  течение  ряда  лет  на  кафедре  инженерной  графики  и  проектирования  ЛМЗ-ВТУЗ  формировался  пакет  подвижных  электронных  иллюстраций  по  курсу  начертательной  геометрии  [1—4].  К  настоящему  времени  этот  пакет  содержит  более  250  е-иллюстраций  с  текстовым  сопровождением.  Ряд  иллюстраций  (например,  пересечение  поверхностей)  допускают  интерактивное  варьирование  начальных  условий.  Иллюстрации  заключены  в  оригинальную  программную  оболочку,  снабжённую  естественной  системой  поиска,  выбора  и  просмотра. 

Если  в  учебной  литературе,  наглядных  пособиях  (плакатах,  стендах  и  т.  п.)  по  основаниям  инженерной  графики  схемы  решения  задач  неизбежно  содержат  множество  вспомогательных  построений,  что  запутывает  восприятие,  то  в  динамической  иллюстрации  промежуточные  построения  выходят  на  поле  чертежа  последовательно,  а  выполнив  свою  функцию,  уходят  полностью  или  частично  (например,  удаляются  линии  связи).  Иными  словами,  включается  временнáя  развёртка  реализации  алгоритмов.  Чтобы  оттенить  логику  решений  задач,  используется  палитра  цветов.

Электронная  иллюстрация  обеспечивает  бóльшую  эффективность  восприятия,  так  как  пользователь  видит  алгоритм  в  действии,  не  отвлекаясь  на  рутинное  вычерчивание  (последнее  во  многих  случаях  крайне  тормозит  полёт  мысли).  Это  позволяет  правильно  концентрировать  внимание  на  аспектах  алгоритма,  и  в  итоге  ускоряет  изучение  предмета,  повышает  качество  понимания. 

Сборник  даёт  достаточно  полное,  подробное  изложение  материала  по  курсу  начертательной  геометрии,  так  что  преподаватели  имеют  возможность  выбора.  Одни  иллюстрации  могут  оказаться  более  востребованными,  другие  —  менее.  По  уровню  сложности  иллюстрации  не  однородны.  В  каждом  разделе  сначала  следуют  иллюстрации  простые,  далее  сложность  возрастает.  В  конце  каждого  раздела  имеется  набор  контрольных  тестов  по  теме.

Тесты  носят  адаптивный  характер  (режим  собеседования  или  самоконтроля.  Для  дидактических  тестов,  несущих  в  первую  очередь  обучающую  нагрузку,  вся  предоставляемая  студенту  информация  должна  быть  правильной  и  содержательной.  Хорошо  зарекомендовали  себя  перестановочные  тесты,  в  которых  предлагается  расположить  элементы  некоего  списка  изображений  или  текстов  в  должной  последовательности,  и  тесты  извлечения.

Разумеется,  следует  правильно  пользоваться  сборником,  иначе  с  какого-то  момента  усталость  притупляет  восприятие,  превращая  просмотр  в  пустое  мелькание  картинок.  Практика  показывает,  что  эффективнее  применять  пакет  в  качестве  сопровождения  при  выполнении  домашних  и  индивидуальных  заданий  по  мере  их  предоставления  в  течение  семестра,  а  также  на  аудиторных  занятиях.  Иллюстрации  сборника  могут  быть  использованы  и  в  системе  дистанционного  обучения.

Рисунок  1.  Раздел  «Проецирование»,  тестовое  задание

Список  литературы:

1.Вьюга  А.А.,  Крутов  В.Н.  Электронное  динамическое  представление  геомет-рических  основ  инженерной  графики.  Учебно-методическое  пособие.  СПб.:  Изд-во  Политехн.  ун-та,  2013.  —  112  с.

2.Крутов  В.Н.,  Вьюга  А.А.,  Зубарев  Ю.М.,  Белецкий  Е.Н.  Геометрические  основы  инженерной  графики.  Учебное  пособие  (УМО-АМ).  СПб.:  Изд-во  ПИМаш,  2010.  —  196  с.

3.Крутов  В.Н.,  Вьюга  А.А.  Электронные  дидактические  тесты  по  инженерной  графике.  Учебно-методическое  пособие.  СПб.:  Изд-во  ПИМаш,  2012.  —  64  с. 

4.Крутов  В.Н.,  Вьюга  А.А.,  Вьюга  Е.Н.,  Новосёлова  Н.М.  Электронные  дидактические  тесты  по  начертательной  геометрии.  Учебно-методическое  пособие.  СПб.:  Изд-во  ПИМаш,  2011.  —  52  с.