CC BY
4Опыт изучения геометрографической грамотности студентов строительных специальностей
Степура Анна Вячеславовна,
преподаватель, Научно-исследовательский университет Московский государственный строительный университет E-mail: StepuraAV@mgsu.ru
В настоящее время происходит перестройка содержания, целей и задач курсов базовых графических дисциплин в техническом вузе. Этот процесс вызван активным внедрением в практику все более совершенных систем и программных комплексов автоматизированного проектирования и, как следствие, бурным развитием концепций моделирования объектов. Технологии разработки информационных моделей зданий и сооружений активно внедряются в строительном проектировании при непосредственном участии государства. Разработаны стандарты информационного моделирования, регламентирующие различные стороны этого многогранного процесса. Поэтому задачами таких дисциплин высшей школы, как «Инженерная и компьютерная графика», «Начертательная геометрия», «Инженерная графика» и т.п., становится создание у студентов прочной теоретической базы для 3D моделирования геометрических поверхностей, а также умений и навыков работы с геометро-графическими моделями поверхностей [3]. С этой точки зрения, приходится пересматривать как учебный материал, а так и приемы учебной работы [6]. В современных условиях крайне востребованы не узкопрофильные, ограниченные определенным набором доступных для них функций специалисты, а обладающие прочной базой знаний, способные к непрерывному профессиональному росту инженеры. Роль начертательной геометрии как теоретической дисциплины, которая закладывает основы знаний конструирования геометрических моделей, используемых для создания математических моделей объектов и их дальнейшего программирования, не вызывает сомнений [4]. Пересмотр учебного материала по начертательной геометрии, входящей в качестве теоретической части в различные графические дисциплины, способов его донесения до обучаемых находятся в фазе активных поисков и экспериментов.
Ключевые слова: начертательная геометрия, компьютерная графика, геометрическое моделирование, графическая модель.
Автор провел анкетирование студентов первого курса направления «Промышленное и гражданское строительство» по окончании изучения дисциплины «Инженерная и компьютерная графика». Основные положения начертательной геометрии изучались на практических занятиях (16 часов). Студентам было предложено ответить на следующие вопросы. 1. Какие геометрические поверхности Вы хотели бы видеть в городе будущего? 48% опрошенных назвали цилиндр, конус, сферу; 32% -икосаэдр, додекаэдр; 20% - параллелепипед, тетраэдр. Студенты назвали только те поверхности, с которыми они работали или хотя бы знакомились на занятиях [2]. На вопрос: «Видите ли Вы возможность глобальных изменений в архитектуре будущего, с позиции применения разнообразных геометрических форм?»,- 60% опрошенных ответили: «Нет». Активное внедрение информационных технологий пока не связано, в понимании участников опроса, с внедрением в практику более выразительных и нетривиальных архитектурных образов. 3. Вопрос «Знакомы ли Вы со стилистикой современной архитектуры?» дал 80% отрицательных ответов. В понятие «архитектурный стиль», в первую очередь, входит геометрический анализ характерных форм зданий и сооружений, ансамблей. К сожалению, восприятие окружающей нас техногенной среды городов с точки зрения геометрического анализа форм пока непривычно для будущих строителей и не вошло в сферу их компетенций. Участникам опроса были также предъявлены фотографии современных городских ансамблей, включающие здания необычных форм, с просьбой указать, какие виды геометрических поверхностей характеризуют облик представленных объектов. Студенты смогли увидеть и назвать только те поверхности, с которыми они работали на занятиях: цилиндр, конус, сфера, призма, пирамида. Некоторые участники опроса видели только плоский контур, а не объемное тело; они ответили: «овалы, треугольники, круги, дуги, тарел-ки(?)». В целом, анкетирование, опросы и наблюдения в ходе практических занятий показали, что для подготовки к геометрическому моделированию поверхностей как первому этапу в создании цифровой модели, нам необходимо структурировать учебный материал раздела «Начертательная геометрия» с учетом задач конструирования геометрических поверхностей [2]. Мы наметили цели: закрепить у студентов четкое понимание понятий «геометрическая модель», «графическая модель» в их взаимосвязи с чертежом [4]. Проанализировать особенности методов построения проекци-
сз о со "О
1=1 А
—I
о
сз т; о m О от
З
ы о со
онных изображений на плоскости с точки зрения возможностей построения геометрографических моделей поверхностей и работы с ними. Познакомить студентов с более широкой классификацией геометрических поверхностей на основе кинематического принципа образования поверхностей. Необходимо отметить, что именно кинематические поверхности легко поддаются каркасному моделирования и параметризации[5]. Обязательно включать в изучение поверхности ее определитель, как основу дальнейшей параметризации [1]. Больше внимания уделить теме «Аксонометрические проекции» в плане формирования теоретических основ построения геометрографических 3D моделей средствами компьютерной графики и технического рисунка. Активно использовать при изучении свойств поверхностей как технический рисунок вручную, так и компьютерную графику. Шире применять в качестве иллюстраций примеры различных геометрических поверхностей как формообразующих элементов в современной архитектуре.
Вывод. Анкетирование и опрос студентов первого курса показали, что возможности подготовки к 3D моделированию поверхностей в курсе начертательной геометрии могут быть шире использованы, особенно в качестве подготовительного этапа к обучению информационному моделированию в проектировании. Следовало бы особо обратить внимание на изложение наиболее полной классификации поверхностей, с точки зрения кинематического принципа образования и моделирования каркасных поверхностей. В целом, выявлена острая необходимость активно развивать геометрическую грамотность, кругозор и инженерную эрудицию студентов-строителе в плане восприятия и анализа геометрических форм поверхностей, в том числе, средствами курса начертательной геометрии.
Литература
1. Адамчук М.С., Самсикова Н.А. Метод параметризации как средство анализа условия геометрических задач. // Современные проблемы науки и образования. 2020, № 4.
2. Иващенко А.В., Степура А.В. Моделирование поверхности цилиндроида средствами CAD-систем. // Перспективы науки. 2023, № 1 (160). С.121-124
3. Полежаев Ю.О. Геометрографическое моделирование в архитектурно-строительном проектировании с использованием гармонических свойств изображений: монография / Москва: МГСУ, 2012. - 176 с.
4. Сальков Н.А. Геометрическое моделирование и начертательная геометрия // Геометрия и графика. 2016. № 4. С. 31-40
5. Сальков Н.А. Параметрическая геометрия в геометрическом моделировании // Геометрия и графика. 2014. № 3. С. 7-13
6. Хейфец А.Л. О реорганизации курса начертательной геометрии на основе 3D компьютерного моделирования // Вестник ЮУрГУ, № 14, 2012. С. 96-100
EXPERIENCE OF STUDYING GEOMETROGRAPHIC LITERACY OF STUDENTS OF CONSTRUCTION SPECIALTIES
Stepura A.V.
Research University Moscow State University of Civil Engineering
Currently, there is a restructuring of the content, goals and objectives of graphic courses at a technical university. This process is caused by the active introduction into the design practice of increasingly advanced computer-aided design systems and software complexes and, as a result, the rapid development of concepts of information modeling of objects. The technology of developing information models of buildings and structures is also being actively implemented in construction design, with the direct participation of the state. Information modeling standards have been developed that regulate different aspects of this multifaceted process. Therefore, the tasks of such higher school disciplines as "Engineering and Computer Graphics", "Descriptive Geometry", "Engineering Graphics", etc., are to create a solid theoretical basis for students for 3-D modeling of geometric surfaces, as well as the skills and abilities of working with geometrographic models of surfaces. From this point of view, they have to. review all educational material, including varieties of educational tasks [6]. In odern conditions, specialists with a solid knowledge base and capable of continuous professional growth are in great demand, not narrow-profile specialists limited to a certain set of functions available to them, but engineers with a solid knowledge base capable of continuous professional growth. The role of descriptive geometry as a theoretical discipline that lays the foundations of knowledge of the construction of geometric models used to create mathematical models of objects and their further programming is beyond doubt [4]. Revision of the educational material on descriptive geometry, which is included as a theoretical part in various graphic disciplines, methods of its communication to students are in the phase of active searches and experiments
Keywords: descriptive geometry, computer graphics, geometric modeling, graphic model.
References
1. Adamchuk M.S., Samsikova N.A. Parametrization method as a means of analyzing the conditions of geometric problems. // Modern problems of science and education. 2020.No. 4.
2. Ivashchenko A.V., Stepura A.V. Modeling of the cylindrical surface by means of CAD systems. // Prospects of science. 2023, No. 1 (160). pp.121-124 3.
3. Polezhaev Yu.O. Geometrographic modeling in architectural and construction design using harmonic properties of images: monograph / Moscow: MGSU, 2012. - 176 p4.
4. Salkov N.A. Geometric modeling and descriptive geometry // Geometry and graphics. 2016. No. 4. pp. 31-40
5. Salkov N.A. Parametric geometry in geometric modeling // Geometry and graphics. 2014. No. 3. pp. 7-13
6. Kheifets A.L. On the reorganization of the course of descriptive geometry based on 3D computer modeling // Bulletin of SUSU, No.14, 2012. pp. 96-100
о с
u
CM CO
