Не понимаю начертательную геометрию что делать
Начертательная геометрия и современные возможности в процессе ее изучения
Педагогические науки
Похожие материалы
В подготовке специалистов технического профиля важную роль играет изучение начертательной геометрии. Методы начертательной геометрии являются теоретической базой для решения задач технического черчения. В технике чертежи являются основным средством выражения человеческих идей. Определяя форму и размеры предметов, они должны быть достаточно простыми и точными в графическом исполнении, помогать всесторонне исследовать изображенные предметы. Чтобы правильно выразить свои мысли с помощью чертежа, требуется знание теоретических основ построения изображений геометрических объектов, их многообразие и отношения между ними, что и составляет предмет начертательной геометрии. Начертательная геометрия входит в группу общетехнических дисциплин, составляющих основу инженерного образования. Она учит грамотно владеть выразительным техническим языком – языком чертежа, умению составлять и свободно читать чертежи, решать различные инженерно-технические задачи.
Кроме того, изучение начертательной геометрии способствует развитию у обучающихся пространственных представлений и пространственного воображения [1] – качеств, характеризующих высокий уровень инженерного мышления и необходимых для решения прикладных задач. В процессе изучения начертательной геометрии достигаются и другие цели, расширяется общенаучный кругозор обучающихся, развиваются навыки логического мышления, внимательность, самостоятельность, наблюдательность, аккуратность и другие качества, развитие которых является одной из задач обучения и воспитания в высшей технической школе.
Значительное развитие и распространение графическая грамотность получила при Петре I, когда в промышленном отношении Россия стала обгонять другие страны Европы. В созданных им технических и военных школах курс «Черчение и рисование» являлся одним из основных предметов. Петр I и сам был незаурядным графиком, оставившим много собственноручно вычерченных чертежей, свидетельствующих о новаторских приемах, применяемых при построении изображений. В 2010 году исполнилось 200 лет с того момента, когда в Петербургском институте корпуса инженеров путей сообщения была прочитана первая лекция по начертательной геометрии. С тех пор начертательная геометрия неизменно входила в число дисциплин, составляющих фундамент инженерной подготовки.
Для большинства обучающихся изучение начертательной геометрии оказывается достаточно сложным, так как является абсолютно новой для них дисциплиной. При изучении начертательной геометрии сначала рассматриваются не какие-то определенные объекты, а абстрактные точки, прямые и плоскости, что требует соответствующей перестройки мышления обучаемых. Чертеж в начертательной геометрии занимает ведущее положение, причем выполняется он не в аксонометрических, а в ортогональных проекциях и для уяснения требует определенных умственных усилий. Особую трудность для большинства обучающихся представляет мысленное представление пространственных фигур, а многие разделы дисциплины напрямую связаны с трехмерным изображениями. Так как начертательная геометрия изучает форму, размеры и взаимное расположение различных геометрических объектов в пространстве, то важным аспектом ее изучения является принцип наглядности.
Методика преподавания начертательной геометрии отрабатывалась десятилетиями, но как любая наука, она развивается, обогащается новыми формами и методами. Сфера образования представляет собой одну из наиболее инновационных отраслей. Наряду с традиционными методами преподавания, широко используются современные информационные технологии, которые позволяют внедрить в процесс преподавания новые способы и формы обучения. Использование в графической подготовке студентов современных технических средств призвано сделать процесс обучения более доступным, интересным, стимулирующим обучающихся к сознательному пониманию учебного материала.
На сегодняшний день компьютерная графика является наиболее наглядным и эффективным средством представления информации [2]. Визуализация учебного материала с помощью графических пакетов оказывает огромную помощь в восприятии и понимании изучаемого материала, позволяет обучающимся представить и понять сложный теоретический материал по начертательной геометрии, повысить уровень их графической подготовки [3]. Наибольшую эффективность дает использование трехмерной компьютерной графики [4, 5]. Показ электронных слайдов с трехмерными моделями способствует повышению у обучающихся осознания отображения различных пространственных объектов на плоскости, развитию их пространственного мышления [1].
Широко используется трехмерная графика при решении задач начертательной геометрии при проецировании пространственных геометрических объектов на плоскости проекций (рис. 1, 2).
Рисунок 1. Построение горизонтали
Рисунок 2. Фронтальная плоскость уровня
Используя эффекты анимации, можно демонстрировать последовательность их проецирования, более наглядно рассмотреть взаимное расположение различных геометрических объектов в пространстве. Для лучшего восприятия материала можно показать одновременно и пространственную модель геометрического объекта, и его комплексный чертеж (рис. 1, 2). При изучении начертательной геометрии демонстрировать графический материал можно в большом объеме. Это позволяет сделать занятие более интересным, а материал более доступным и запоминающимся.
С помощью современных компьютерных технологий можно представить поэтапное решение задачи в динамике. Например, на рисунке 3 представлено пошаговое построение линии наибольшего наклона плоскости треугольника АВС к горизонтальной плоскости проекций.
Рисунок 3. Построение линии наибольшего наклона
Выполнение действий в решении тех или иных задач в динамике повышает легкость восприятия многоэтапных геометрических построений. Все вспомогательные построения, которые характеризуют ход решения задачи можно скрыть, что облегчит чтение чертежа, а также восстановить, чтобы проследить логику и проверить правильность выполненного изображения.
Простота и наглядность являются основной особенностью разрабатываемого методического иллюстративного материала. Не отступая от традиционной методики представления графической информации, осуществляется визуализация учебного материала с применением современных информационных технологий [6].
В современном процессе обучения актуальным также является разработка и использование электронных учебников и учебных пособий [7]. Электронный учебник по начертательной геометрии должен содержать большое количество иллюстраций, анимационных роликов, демонстрирующих геометрические объекты, а также объяснение материала с пошаговой иллюстрацией алгоритмов решения графических задач. Практически любое понятие в начертательной геометрии легче проиллюстрировать, чем описать словами.
Достоинствами электронных изданий, являются их мобильность, доступность связи с развитием компьютерных сетей, постоянное обновление информационного материала. Использование электронных учебников предоставляет возможность получения любой информации в различных доступных формах, наиболее подходящих в каждом конкретном случае и с учетом индивидуальных способностей обучающихся.
Современные компьютерные технологии позволяют внедрить в электронное издание интерактивные трехмерные модели (рис. 4) [8]. Пространственную модель можно рассмотреть с любой стороны, поворачивая и вращая ее, для выявления внутренних очертаний и полного выявления формы можно выполнить любое сечение 3-D модели, задав положение секущей плоскости, все это вооружает обучающихся конкретными представлениями о геометрических формах.
Рисунок 4. Интерактивная 3D-модель в электронном учебном пособии
Наглядность и интерактивность электронного издания позволяет значительно повысить заинтересованность обучающихся к изучаемой дисциплине, уровень ориентирования по теме и степень усвоения материала.
Список литературы
Завершение формирования электронного архива по направлению «Науки о Земле и энергетика»
Создание электронного архива по направлению «Науки о Земле и энергетика»
Электронное периодическое издание зарегистрировано в Федеральной службе по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор), свидетельство о регистрации СМИ — ЭЛ № ФС77-41429 от 23.07.2010 г.
Соучредители СМИ: Долганов А.А., Майоров Е.В.
Состояние курса начертательной геометрии. Что делать и за что бороться?
Аннотация
Рассмотрено содержание курса начертательной геометрии в условиях «оптимизации» учебного процесса. Рассмотрены причины потерь и предложения по выходу из кризиса.
Уважаемые коллеги, я постоянно выступаю за обновление нашего курса начертательной геометрии (НГ). Утверждаю, что сегодня НГ не нужна при решении прикладных задач. Осталась НГ только на кафедрах графики, осталась по инерции, по социальным причинам.
А студенты? Из них только 50% должны и могут учиться. Остальные – балласт. На занятия не ходят, а потом нам приходится выкручиваться. Как – отдельный разговор. «Достают» иностранные студенты, которые не понимают русского языка, по интеллекту уступают нашим двоечникам (я работаю с арабами, таджиками, чернокожими. Говорят, китайцы умные – не знаю).
Показуха с бально-рейтинговой системой. В этом году ее опробовали по НГ. Результат плачевный: кто не мог учиться (повторюсь, 50%), те и не набрали нужных баллов. Мы же потом и выкручивались – не знали, что с ними делать.
В этих условиях – не до совершенствования курса, не до методических новаций.
Итак, что убрали из некогда полновесного курса НГ.
Убрали аксонометрию. Сейчас и преподаватели не знают теорему Польке-Шварца. Вкратце рассказывают об основах аксонометрии во втором семестре, в курсе ИГ.
Убрали доказательство образования коник. Также никто не знает теорему Данделена.
Убрали комплексные задачи (на геометрические места), а по ним на нашей кафедре были когда-то замечательные методические разработки.
Убрали касательные плоскости.
Убрали линейчатые поверхности, кроме конуса, цилиндра. Из криволинейных – осталась сфера и упоминание о торе. Круги Вилларсо, кривые Персея – не до них. Геликоиды, коноиды, дважды косой цилиндр, красавец торс – все в прошлом, а когда-то расписывали определители поверхностей, их геометрическую и алгоритмическую составляющие. Где это?
Последняя потеря – убрали тему перпендикулярности. Уже не до определения, что “перпендикуляр из точки на плоскость общего положения на виде сверху перпендикулярен горизонтали плоскости, а на виде спереди – фронтали этой плоскости”. Ух!
Из теорем о частных случаях пересечения квадрик оставили лишь теорему Монжа. А где еще три (или четыре) теоремы, приведенные в учебнике Н.Ф. Четверухина. Раньше мы их тоже давали.
Лекции превратились в первичный прогон задач из тетради под мультмедийной камерой. Некоторые выводят слайды.
На экзаменах в билетах исчезли теоретические вопросы лекционного содержания. Предлагается лишь решить две простые задачи. Задавать вопросы на экзаменах опасно – не ответят и придется выгонять.
Теперь, что осталось в содержании урезанного курса НГ.
Остались задачи на построение точек, прямых и плоскостей в эпюре Монжа, в основном остались позиционные задачи на построение точек и линий пересечения. А кому они сейчас нужны – нажми кнопку – все готово. Нет, нужно научить, как построить по НГ. Пусть коряво, пусть плохо заточенным карандашом, но своими руками. (Как говорит Николай Андреевич, развивается мелкая моторика). Осталась замена плоскостей проекций, немного о развертках. И все.
На практических занятиях введены 10 контрольных работ, по одной на каждом занятии, выполнение которых занимает по 30-45 минут. Преподавателю в это время делать нечего. Хорошо!
Из КГЗ нужно решить 7 индивидуальных задач на А3 каждая. 50% студентов справляется лишь с пятью задачами.
И за этот курс надо бороться?!
А что делать?
Я многие годы читаю альтернативный курс – “Теоретические основы 3d компьютерного геометрического моделирования”. О своем курсе я много раз докладывал [1]. Сразу приобщаю к AutoCAD’у. Студенты на практике строят модели, линии их пересечения, исследуют эти линии, решают многочисленные комплексные задачи. Лекции – в живом режиме прямого моделирования в AutoCAD’е. О начертательной геометрии рассказываю, но лишь на практических занятиях, при решении 4-5 несложных позиционных задач, как об истории геометрического моделирования.
На кафедре преемников нет. Все читают урезанный курс НГ. Я признателен заведующей, что не мешает работать.
В прошедшем году имел удовольствие слушать доклад Алевтины Бруновны на конференции “Инфорино 2018” в МЭИ. Узнал, что они перестали преподавать НГ и вместо нее читают основы 3d моделирования. Я задавал провокационные вопросы типа “и точку на конусе не строите” – не строим. Вот с кого надо брать пример – с хозяев данной конференции. Конечно, что-то мог неправильно понять из доклада, но меня Алевтина Бруновна здесь поправит.
Хотелось бы узнать, а что осталось от курса НГ на других кафедрах. Предполагаю, что многие не решатся высказаться. Но кто не боится – расскажите о своей кафедре.
С уважением. А.Л. Хейфец.
Список литературы
1. А.Л. Хейфец. Начертательная геометрия как «бег в мешках». http://dgng.pstu.ru/conf2015/papers/72/
Вопросы и комментарии к выступлению:
Селиверстов Александр Владиславович (2 марта 2019 г. 23:28) | Ну что же, Александр Львович! Теперь все будущте безработные, пока еще ныне сотрудники институтов, могут узнать, кто виновник их будущего увольнения. Вот так, капля за каплей, мы все и сокращаем количество часов якобы ненужного предмета. А потом удивляемся: как это так, почему же сократили? И что же теперь делать со студентами? Все очень просто. Если даже те, кто работает на соответствующих кафедрах, являются противниками того, о чем рассказывают студентам (а студенты очень остро воспринимают нюансы отношения преподавателя к своему предмету), то что же говорить о начальстве? Естественно, начальство сокращает часы: ведь даже по мнению самих преподавателей этот предмет никому не нужен! А раз не нужен, требуется его вовсе уничтожить, как уже и сделано для строителей. Чем дело может закончиться? Да я уже как-то писал: ликвидируют кафедры, уволят ненужных специалистов, а компьютерную графику передадут на кафедру информатики. Всё. С чем и поздравляю нас с вами, уважаемые коллеги! С огромным уважением! Коллеги, добрый вечер. Я выскажу свое мнение. Чем больше я узнаю 3 моделирование (с инвестором работаю уже 12 лет), тем больше мне нравится 2D AutoCAD и начертательная геометрия. Начертательная геометрия сильно влияет на логическое мышление студентов при решении задач. Спорить с Вами не буду. Уверен, что каждый останется при своем мнении. С уважением, Хуснетдинов Т.Р. Здравствуйте Александр Львович! На нашей кафедре осталось на сегодня 5,5 ставок ППС и 1,5 УВП (когда я пришел в «Сибстрин» было около 30-ти) в этом учебном году деление на подгруппы удалось организовать за счет внутреннего гранта. Но мы пока полноценная кафедра, даже в прошлом учебном году по итогам рейтинга кафедра попала на 3 место в университете, в этом вернулись на 11 из 30. Что касается содержания, то на УМСУ, где решался вопрос об оптимизации индивидуальных графических заданий, с целью сделать их доступными для не желающих или не способных учится студентов (я бы сказал не 50%, а 30%), нам удалось прийти к компромиссу. Простое уменьшение не приведет к желаемому результату, нужно менять подход и переход к моделированию как раз дает надежду на повышение мотивации студента в изучении дисциплины – нас услышали. В рамках предлагаемого головным вузом содержания дисциплины мы меняем подход. Теперь на официальном уровне поддержано в разделе начертательной геометрии остается только 2 эпюра решаемые в режиме 2D – когда чертежная программа – электронный кульман, оставшиеся 3 эпюры – модель-чертеж. С уважением К.А. Вольхин |
Хейфец Александр Львович (3 марта 2019 г. 10:31) | |
Хейфец Александр Львович (4 марта 2019 г. 11:21) | |
Селиверстов Александр Владиславович (5 марта 2019 г. 22:32) | |
Хейфец Александр Львович (5 марта 2019 г. 23:12) | |
Хейфец Александр Львович (6 марта 2019 г. 18:54) | |
Хейфец Александр Львович (10 марта 2019 г. 9:52) | |
Ротков Сергей Игоревич (22 марта 2019 г. 13:39) |