CC BY
36
ПЕДАГОГИКА И ПСИХОЛОГИЯ
УДК 378.96:514.18
Н.С. Григорьев, Н.В. Дорофеюк, И.В. Дунаева, Ю.О. Костина
О МЕТОДИКЕ ПРЕПОДАВАНИЯ ГРАФИЧЕСКИХ ДИСЦИПЛИН В ВУЗЕ В СВЕТЕ ПРИНЦИПА ФУЗИОНИЗМА
N.S. Grigoryev, N.V. Dorofeyuk, I.V. Dunayev, Y.O. Kostina
ON THE METHODS OF TEACHING GRAPHICAL SUBJECTS AT THE UNIVERSITY IN THE CONTEXT OF FUSIONISM THEORY
В статье рассмотрена проблема комплексного изучения начертательной геометрии, черчения и компьютерной графики в вузе в свете теории фузионизма; предложена усовершенствованная методика преподавания графических дисциплин; представлены результаты опроса студентов по определению уровня геометро-графической подготовки студентов на кафедре инженерной и машинной графики.
Методика преподавания, графические дисциплины, теория фузионизма, геометро-графическая подготовка.
The paper describes the system of teaching of Descriptive Geometry, Technical Drawing and Computer Graphics at the University in the context of fusionism theory; suggests improved methods of teaching technical drawing subjects; presents the results of the survey among the students at the Department of Technical Drawing to determine their level of geometry-drawing training.
Methods of teaching, technical drawing subjects, theory of fusionism, geometry-drawing training.
Хорошее пространственное воображение и графическая грамотность необходимы и инженеру, и дизайнеру, и экономисту, и математику. Трудно представить область, где они были бы не нужны. Для решения этой проблемы необходима инженерная графика, которая в силу своей специфики отражения реальной действительности сочетает логику и наглядность, общее и частное, абстрактное и конкретное.
Преподавание графических дисциплин в вузе преследует следующие цели:
- развитие объемного, пространственного воображения, мышления, интуиции, логики;
- изучение важнейших законов и понятий геометрии и основных алгоритмов решения проекционных задач;
- накопление геометрических знаний, изучение ГОСТов и правил оформления конструкторской чертежной документации;
- способность как создавать, так и анализировать чертежи (моделировать объемные фигуры). Знание начертательной геометрии и черчения способствуют правильному формированию и порядку моделирования объекта проектирования, оптимальному выбору количества проекций и их компановки на чертеже;
- получение навыков использования компьютерных технологий для решения любых геометри-
ческих задач (как на плоскости, так и в трехмерном измерении) и создания чертежей.
В настоящее время актуальна проблема комплексного преподавания начертательной геометрии, черчения и компьютерной графики в вузе как основы проявления технической грамотности и творчества студентов, в процессе которого реализуются необходимые профессиональные компетенции будущего инженера.
Из многолетнего опыта преподавания в Череповецком государственном университете на кафедре инженерной и машинной таких дисциплин, как начертательная геометрия, инженерная графика, основы геометрического моделирования, компьютерная графика, обозначилась проблема разницы в уровне геометро-графической подготовки студентов, имеющейся вследствие ряда причин:
- отсутствие или недостаточность объема курса черчения в некоторых общеобразовательных школах, преподавание его только в 7, 8 классе;
- различный уровень природного пространственного воображения у студентов;
- преподавание курса геометрии в школе осуществляется без соблюдения принципа фузиониз-ма, когда плоские и неплоские фигуры изучаются невзаимосвязано, что приводит к выработке ус-
тойчивых двумерных стереотипов мышления у школьников.
Из вышесказанного следует, что в высшей школе необходимо пересмотреть методическую систему преподавания графических дисциплин в свете современных взглядов, таких как идея фу-зионизма.
Термин «фузионизм» происходит от латинского слова „fusio” (сплавление) или английского слова „fusion” - слияние, соединение. Как течение в преподавании геометрии фузионизм имеет свою историю. В своих трудах к ней обращались такие ученые, как Авиценна, Феликс Клейн, француз Жергонн, немецкий математик Бретшнейдер, датчанин Стен и другие ученые. И только известный французский геометр Гаспар Монж показал плодотворность объединения планиметрии и стереометрии, создав начертательную геометрию, которую как науку, обладающую тремя языками: лексическим, графическим и символическим, следует отнести одновременно и к фундаментальным, и к общетехническим, и к специальным дисциплинам.
Хотя начертательная геометрия имеет хорошо апробированную методику преподавания, а двухмерные модели - чертежи являются условным представлением трехмерного пространства, в настоящее время большое значение приобретает способность перестройки воображения и оперирования моделями трех измерений.
Актуальна проблема пересмотра последовательности преподавания геометрических дисциплин и в связи с повсеместным использованием компьютерной графики. Внедрение компьютерных технологий и САПР в учебный процесс создает опасность разрыва между уровнем сложности чертежей, выполненных в автоматизированном режиме, и уровнем понимания студентами предложенных компьютером решений, что может привести к ошибкам в будущей профессиональной деятельности.
Анализ выделенных вопросов позволил сформулировать проблемы исследования: каким образом рационально организовать последовательность процесса изучения всех составляющих графической грамотности: начертательной геометрии, проекционного черчения и компьютерной графики. Фузионистский подход и определенная последовательность в построении курса - одна из главных методических особенностей. В свете вышесказанного за последние годы на кафедре инженерной и машинной графики выработалась следующая последовательность изложения дисциплин и их разделов (см. рис. 1).
При выполнении студентами заданий с использованием всех типов моделирования развивается конструктивно геометрическое мышление, способность к анализу и синтезу пространственных форм. В процессе выполнения РГЗ студенты используют: анализ, абстрагирование, моделирование, сравнение, классификацию и аналогию.
Рассмотрим на примере модели возможные типы обратимых отображений моделирования:
1. Комплексный чертеж (рис. 2а).
2. Развертка (рис. 2б).
3. Реальная модель из картона или дерева.
4. Аксонометрия (рис. 2в).
5. Компьютерная модель (рис. 2г).
Для наблюдения за процессом формирования графических навыков и умений, мониторинга качества графической подготовки на кафедре проведено анкетирование студентов II курса (75 человек), изучающих курс инженерной и компьютерной графики в течение трех семестров. Студентам II курса было предложено оценить по 10-балльной шкале свое пространственное мышление, умение читать чертежи, знание ГОСТов ЕСКД и СПДС и владение компьютерной графикой, умение строить аксонометрию и перспективу, а также был задан вопрос по динамике развития пространственного мышления после изучения геометрографических дисциплин. По результатам опроса можно сделать следующие выводы:
1. 87,23 % студентов II курса по окончании курса графических дисциплин считают, что их пространственное мышление улучшилось.
2. Студенты II курса по окончании курса графических дисциплин сами оценивают свое пространственное мышление (средний балл - 7,74) (см. рис. 3).
3. Средние оценки по другим категориям являются выше среднего, что можно проследить по диаграмме (см. рис. 3).
В заключении следует подчеркнуть, что предложенная методика становится особенно актуальной в условиях сокращения учебных часов на изучение начертательной геометрии и инженерной графики и преувеличения возможностей компьютерной графики. Компьютерная графика как важная составляющая инженерной подготовки современного специалиста является самостоятельной учебной дисциплиной и должна изучаться после освоения студентами теоретических основ начертательной геометрии и инженерной графики. Это позволит достигнуть поставленных социально значимых целей: обеспечить качество графической подготовки и развитие личности будущего инженера.
Рис. 1. Модель преподавания геометро-графических дисциплин
20 _ . 25 Л. 40
Рис. 2. Варианты изображения модели геометрической фигуры
60
а
г
7,21
7,74
6,38
7,36
6,72
7,47
7,98
7,40
7,55
□ Пространственное мышление
□ Умение читать чертежи деталей
□ Умение читать строительные чертежи
□ Умение чертить аксонометрию геометрических фигур, деталей
□ Умение чертить перспективу зданий
Ц Умение строить тени в ортогональных и аксонометрических проекциях
□ Умение выполнять чертежи в проекциях с числовыми отметками
□ Теоретические основы построения чертежа (начертательная геометрия)
□ Знание ГОСТов ЕСКД «Общие правила выполнения чертежей»
□ Знание ГОСТов СПДС
□ Владение компьютерной графикой
Рис. 3. Самооценка студентами навыков, приобретенных на кафедре, по 10-балльной шкале
Список литературы
1. Вальдман, И. Развитие пространственного воображения учащихся / И. Вальдман // Математика (еженедельное приложение к газете «Первое сентября»). - 1997. -№ 14.
2. Марюкова, Н.Е. Фузионизм в школьной геометрии: исторический, математический, реальный аспекты / Н.Е. Марюкова. - Брянск: Изд-во БГПУ, 2000.
3. Павлова, А.А. Начертательная геометрия: учебник для студентов высш. учеб. заведений / А.А. Павлова. - М.: АСТ, 2001.
Григорьев Николай Сергеевич - кандидат технических наук, доцент, заведующий кафедрой инженерной и машинной графики Инженерно-экономического института Череповецкого государственного университета.
Тел.: 8 (8202) 55-91-39; e-mail: grigorjev@chsu.ru
Дорофеюк Наталья Венеровна - доцент кафедры инженерной и машинной графики Инженерно-экономического института Череповецкого государственного университета.
Тел.: 8 (8202) 50-38-78; e-mail: dorofeuknv@chsu.ru
Дунаева Ирина Валентиновна - доцент кафедры инженерной и машинной графики Инженерно-экономического института Череповецкого государственного университета.
Тел.: 8 (8202) 55-91-39.
Костина Юлия Олеговна - старший преподаватель кафедры инженерной и машинной графики Инженерноэкономического института Череповецкого государственного университета.
Тел.: 8 (8202) 55-91-39.
Grigoryev, Nikolai Sergeevitch - Candidate of Science, Associate Professor, the Head of the Technical Drawing Department, Institute of Engineering and Economics, Cherepovets State University.
Tel.: 8 (8202) 55-91-39; e-mail: grigorjev@chsu.ru
Dorofeyuk, Natalja Venerovna - Associate Professor, Technical Drawing Department, Institute of Engineering and Economics, Cherepovets State University.
Tel.: 8 (8202) 50-38-78; e-mail: dorofeuknv@chsu.ru
Dunayeva, Irina Valentinovna - Associate Professor, Technical Drawing Department, Institute of Engineering and Economics, Cherepovets State University.
Tel.: 8 (8202) 55-91-39.
Kostina, Julia Olegovna - Senior Lecturer, Technical Drawing Department, Institute of Engineering and Economics, Cherepovets State University.
Tel.: 8 (8202) 55-91-39.
