CC BY
40
© И.Ф. Боровиков, Н.А. Логвинова, Е.Г. Фисоченко, 2011
УДК 514.18
И.Ф. Боровиков, Н.А. Логвинова, Е.Г. Фисоченко
НАЧЕРТАТЕЛЬНАЯ ГЕОМЕТРИЯ В СИСТЕМЕ ПОДГОТОВКИ КОНСТРУКТОРОВ ГОРНОШАХТНОГО ОБОРУДОВАНИЯ
Определяется роль и место начертательной геометрии в подготовке конструкторов горношахтного оборудования, доказывается необходимость ее сохранения в системе высшего образования, рассматриваются проблемы инженерно-геометрической подготовки и намечаются пути их решения. Ключевые слова: начертательная геометрия, горношахтное оборудование, геометрическое моделирование, научно- исследовательская работа, инженерно-геометрическая подготовка.
Методы начертательной геометрии используются как при конструировании горношахтного оборудования, а так и при решении задач, связанных с горным делом. Объекты горного производства (горные выработки, системы разработки и др.) являются сложными геометрическими формами. Воспроизведение формы залежи вследствие различных тектонических нарушений (сдвигов, разрывов, смятий, смешений, антиклинальных и синклинальных проявлений) зачастую без использования геометрических методов затруднено. Методы геометрического моделирования, в частности методы начертательной геометрии, широко используются при конструировании оборудования для горношахтных работ, которое отличается достаточно высокой степенью сложности. Следует отметить, что появление научной начертательной геометрии Г.Монжа во многом вызвано потребностями горного дела [1]. Практически все изучаемые в начертательной геометрии геометрические образы используются при решении задач, связанных с горным делом и конструированием горношахтного оборудования. Поэтому уже на первом курсе студент должен осознать важность графических методов в решении прикладных задач.
Реформирование в обществе в первую очередь отразилось на системе образования, породив множество проблем. Остановимся на
тех проблемах, которые касаются инженерно-геометрической подготовки специалистов.
Далеко не лучшее состояние начертательной геометрии во многом обусловлено непониманием ее значимости для инженерной подготовки. Этим объясняются многочисленные попытки заменить данную дисциплину вычислительной геометрией, машинной графикой и др. Однако назначение начертательной геометрии куда как значительней, нежели быть грамматикой составления чертежей. Это полноценный, очень интересный и содержательный раздел математики. Вырабатывая способность по плоскому изображению видеть пространственные фигуры, студент преодолевает стереотипы мышления и восприятия, обретая духовность. Слова М.Ломоносова о том, что «математика хороша уж тем, что ум в порядок приводит» в большей степени относится именно к начертательной геометрии. Поэтому, одной из важнейших задач в данный момент является пропаганда значения начертательной геометрии для формирования высокообразованных специалистов.
Качественный учебный процесс невозможен без хорошей учебной литературы. Дефицит учебников и учебных пособий в недавнем прошлом привел к появлению различных методических указаний, практикумов, в которых предлагались алгоритмы действий для конкретных заданий и ситуаций. Последнее, как это не покажется странным, усугубило проблему. В настоящее время, когда издается достаточное количество учебников, студенты отказываются их читать по той причине, что уровень изложения материала не доступен их пониманию. Современный учебник по начертательной геометрии, на наш взгляд, должен отвечать следующим требованиям:
- быть доступным пониманию студентов;
- обеспечивать обучение по нескольким уровням;
- отражать современное состояние научных исследований по геометрическому моделированию;
- быть в достаточной степени математизированными и алгоритмизированными.
К сожалению, прекрасные учебники Иванова Г.С. и Пеклича В.А., появившиеся в последние годы, предназначены скорее для преподавателей, занимающихся научной работой в области начертательной геометрии. Переиздаваемая же учебная литература устарела как по содержанию, так и по подходам в изложении материа-138
ла. Для восполнения указанного пробела на кафедре механики и инженерной графики написано и издано учебное пособие «Начертательная геометрия в примерах и задачах горного и машиностроительного производства» [2]. Оно охватывает все значимые разделы дисциплины, включает изложение теоретических положений, задачи для аудиторной и самостоятельной работ, индивидуальные графические задания и контрольные работы. Различные уровни сложности задач и индивидуальных заданий позволяют реализовать дифференцированный подход в обучении. Аналитический способ задания исходных условий индивидуальных заданий обеспечивает межпредметную связь начертательной геометрии и высшей математики. Пособие содержит раздел, посвященный использованию начертательной геометрии в горном деле и конструировании горношахтного оборудования.
Стремительное внедрение компьютеров в учебный процесс обозначило проблему их использования в инженерно-графической подготовке. Было бы наивным полностью отрицать необходимость этого. Вряд ли современный инженер мыслим без компьютеров. Но и преувеличивать значение компьютеров было бы опасным. На наш взгляд компьютеры не должны заслонять собой дисциплину. Отрицательных примеров, когда студент хорошо владея вычислительной техникой, не может без нее выполнить простейших вычислительных операций, достаточно много. На наш взгляд, компьютер, являясь инструментом, должен помогать в усвоении дисциплины (электронные учебники, справочные материалы, обучающие и контролирующие программы.). На заключительном этапе целесообразно знакомство с графическими пакетами.
В условиях сокращения часов, отводимых на аудиторную работу, актуальность приобретает самостоятельная работа студентов. Ее организация усложняется нежеланием, а зачастую, неспособностью студентов работать самостоятельно. При решении данной проблемы необходимо обеспечить дифференцированный подход к студентам, создание комфортных условий, дозирование учебного материала. Важной формой организации самостоятельной работы является НИРС. В условиях дефицита времени она позволяет познакомить наиболее способных студентов с основами проективной, алгебраической, дифференциальной, геометрий, ввести в курс
научных проблем, научить студентов вести научный поиск решения прикладных задач.
Оценка знаний обучающих является важной составляющей учебного процесса. Российская школа по сути уже давно перешла к трехбалльной системе оценки. В рамках этой «тесной» системы невозможно объективно оценить знания обучающих. Появляется необходимость в разработке новой системы оценки. Рейтинговая система, которая в итоге сводится к переходу к классической оценке, вряд ли может решить эту проблему. Считаем необходимым выразить свое отношение к тестовой системе оценки знаний, получившей широкое распространение в образовательных учреждениях в последние годы. Убеждены в том, что тесты не дают реального представления о знаниях студентов, так как они лишают обучаемого возможности рассуждать, доказывать, исследовать. И самый главный недостаток заключается в том, что тесты не позволяют студенту проявить свою индивидуальность в беседе с преподавателем. Полагаем, что в учебном процессе по начертательной геометрии тесты нужно использовать ограниченно, так как дисциплина требует исключительно творческого подхода, тогда как тесты развивают моторную функцию памяти.
Содержание курса практически остается тем же, что и во времена Г.Монжа. Современное состояние науки и техники настоятельно требуют обновления курса. На наш взгляд, было бы целесообразным включение разделов, посвященных геометрическим преобразованиям, конструированию обводов, аналитическим алгоритмам решения задач начертательной геометрии.
Удручающим является положение с преподавательским составом. В основном, это специалисты в других областях знаний. Несколько аспирантур, осуществляющих «штучную» подготовку научно-педагогических кадров в этом направлении, не могут существенно изменить ситуацию. Отсутствие полноценных ФПКП усугубило ситуацию. Кафедра прикладной геометрии Московского авиационного института, которая долгое время по праву была лидером в начертательной геометрии, закрыта.
Однако обилие проблем не предполагает изъятия начертательной геометрии из учебных планов. Это было бы верным способом уничтожения инженерного образования [3,4]. В эпоху перемен необходимо сохранить те ценные знания, которые человечество
добывало столетиями в процессе изнурительного и кропотливого труда. Несомненно, что обозначенные проблемы не могут быть решены немедленно. Важны их понимание и попытки решения. Только в этом случае, начертательная геометрия вернется на тот уровень, которого она заслуживает.
1. Демьянов В.П. Геометрия и Марсельеза. - М.: Знание, 1979. - 224 с.
2. Боровиков И.Ф., Щербинин С.В., Ефременков А.Б. Начертательная геометрия в примерах и задачах горного и машиностроительного производства. - Томск: Изд. ТПУ, 2008. - 293 с.
3. Боровиков И.Ф. Стоит ли отменять начертательную геомет-рию?//Современные проблемы информатизации геометрической и графической подготовки инженеров: Труды Всерос. науч.-метод. конф. - Саратов, 2007. - С.164-
4. Боровиков И.Ф., Потапова Л.А. Начертательная геометрия и инженерное образование//Машиностроение и инженерное образование.- 2009.-№1.- С.62-67. шил
КОРОТКО ОБ АВТОРАХ --------------------------------
Боровиков И. Ф. - кандидат технических наук, доцент, Логвинова Н.А. - старший преподаватель,
Фисоченко Е.Г. - старший преподаватель,
Юргинский технологический институт (филиал) Томского политехнического университета, e-mail: [email protected]
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
168.
