CC BY
12УДК 514.18
Е.Я. Авдоньев, к.т.н., проф.
ГРАФИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ - НАЧАЛО НАУКИ ТЕХНИЧЕСКОГО
ТВОРЧЕСТВА
Национальная академия природоохранного и курортного строительства, Симферополь
Аннотация. Предлагается более полное и обязательное обучение графическому моделированию на всех уровнях и этапах обучения не только будущих архитекторов и инженеров, но и всех других учащихся как самому наглядному, разнообразному, понятному и естественному средству общения людей.
Ключевые слова: модель, графическая модель, чертеж, изображение, компьютерная графика, техническое творчество, система.
Постановка проблемы. В трудное, но очень интересное время мы живем: появляются и выявляются все новые и новые факты и факторы нашей жизни, как на земле, так и во всех ее окрестностях. Мы пытаемся познать все эти системы (рис.1-3). Природа является необходимой средой существования общества. Она дает материалы, энергию, естественные пути сообщения, пищу, воду, воздух и другое необходимое для жизнедеятельности людей [1].
Рис.1
Анализ последних исследований. Наша инженерная и научная деятельность также одна из подсистем общественной жизни на Земле -материального производства (рис.2). Главная задача науки - познавать законы природы и предвидеть их последствия от возможных нарушений. Их вокруг нас достаточно, созидать лучше разумно, без отрицательных последствий во всех сферах нашей жизни [1]. Все объекты вокруг нас принято делить на две категории: естественные, то есть природные и искусственные, созданные людьми как результат преобразования естественных. Созданию последних всегда предшествует проектирование и конструирование. Это сложный творческий мыслительно-действенный процесс, завершающийся исполнением проекта создания объекта (рис.3).
Рис.2
Основная часть. Конечная часть действий инженера-конструктора -создание объекта: здания, сооружения, узла, детали, механизма, машины. Оно сопровождается решением ряда задач: обеспечение прочности и износоустойчивости объекта, технологичности, наименьшей массы и др. Решение этих задач во многом зависит от придания объекту рациональных геометрических форм (рис.4). Основой всей системы создания объекта служат чертежи - графические модели [2-4]. Начало чертежу также дала природа: свет и тень от человека - рисунок; облака - рисунок; камни и скалы - рисунок... нам осталось его повторять, развивать, применять как средство общения между собой. Пошли планы на земле, пергаменте, дереве, холсте, бумаге и т.д. показывая форму, конструкцию, размер объектов. Чертеж - это графическая модель понимания и научного представления объекта. Он несет в себе информацию о пространственной структуре создаваемого объекта как системы, о его реальной форме, позиционных и метрических свойствах.
Мировой научно-технический уровень
Рис.3
Процесс получения графических моделей есть процесс отображения пространства на плоскость. Такие модели должны быть наглядны, однозначны, рациональны, просты и точны. Для изображения объектов на плоскости используют: перспективу, рисунок, аксонометрию, технический рисунок, прямоугольные проекции.
Методология Теория технических Теория
конструирования систем конструирования
Технология Наука технического Теория записи
проектирования и конструирования конструкции
творчества
Методология Методология опытно- "ехнология опытно-
проектирования конструкторских работ конструкторскик рабо-
Рис.4
Основу всех графических моделей составляют геометрические фигуры. Какую бы сложную форму и конструкцию не имел объект, конструктор выполняет ее как систему простейших геометрических фигур или их частей. Форма существенно влияет на технологический процесс изготовления объекта. Существуют следующие основные типы изображений на чертежах, как проектно-конструкторских документах: виды, разрезы, сечения, размеры, обозначения, надписи. Особую сложность исполнения и чтения вызывают последние - искусственные способы выявления внутреннего устройства объектов. Они подчеркивают творчество в процессе конструирования. Особенно это заметно при чтении чертежей изготовителем. Он выполняет процесс созидания в обратном порядке, полностью учитывая реальные условия изготовления [2,4]. Как сказано выше, меняются возможности и условия процесса получения изображений: традиционное ручное заменяется машинным в разных режимах - оперативном и пакетном. Меняются и методы использования графических моделей и их возможности. Начало, базу обучения работе с формой и конструкцией может дать только сочетание "ручных" изображений, их моделей, склеенных из разверток, с их показом на компьютере. Только компьютерная графика или линейка и циркуль недопустимы нигде. Критерием служит паспорт специальности, задачи, методы и методики обучения, выполнения работ.
Выводы и перспектива. Разумное сочетание машинного и "ручного" со здоровым интересом к формообразованию дает хорошие результаты не только в обучении, но и при выполнении реальных графических моделей и их использовании. В детском саду - рисуем, в школе - рисуем, технически -рисуем, строим прямоугольные проекции геометрических фигур и деталей. Тогда в высшую школу, особенно техническую, поступают абитуриенты, подготовленные к занятиям творчеством (рис.4). Геометрия одна. Она изучает форму плоских и пространственных объектов, создание из них различных конструкций, удовлетворяющих заданным условиям. Ветвей у нее две: теоретическая и практическая. Вторая ставит задачи, первая их решает. В настоящее время все это объединилось в понятие "геометрическое моделирование объектов и процессов". Конкретное название и содержание отдельных исследований и результатов определяет поставленная задача, авторы постановки и полученных результатов. Прикладное значение и соответствующие примеры можно рекомендовать в школьные курсы математики.
Литература
1. Авдоньев Е.Я. "Человек и природа - о системе жизни на Земле" К.: УМК ВО 1992, -64 с.
2. Авдоньев Е.Я. "Конструирование форм современных машин, аппаратов и сооружений" К.; Одесса: "Лыбидь", 1990. - 154 с.
3. Арцишевский Р.А. "Человек и общество" К.; Ирпень: ВТФ "Перун", 2008. - 432 с.
4. Дитрих Я. "Проектирование и конструирование: системный подход" М.: Мир, 1981. -456 с.
