Е. В. Афонина Брянский государственный технический университет

Вид материала

Документы

Содержание Методика преподавания графических дисциплин в московском государственном университете приборостроения и информатики

Подобный материал:

• Уважаемый коллега!, 100.29kb.
• Осрб 1-36 04 02-2008, 702.53kb.
• Название «Оптимизация многоэкстремальных функций на основе кластерной модификации генетического, 52.46kb.
• Мероприятия гоу впо «Брянский государственный технический университет» по празднованию, 81.02kb.
• Г. А. Шмулев Брянский государственный технический университет, 64.54kb.
• «Астраханский государственный технический университет», 377.57kb.
• Самарский государственный технический университет научно техническая библиотека, 378.58kb.
• Культурные репрезентации в структуре этнической идентификации, 255.68kb.
• -, 1043.2kb.
• "Философские науки", 789.13kb.

МЕТОДИКА ПРЕПОДАВАНИЯ ГРАФИЧЕСКИХ ДИСЦИПЛИН В МОСКОВСКОМ ГОСУДАРСТВЕННОМ УНИВЕРСИТЕТЕ ПРИБОРОСТРОЕНИЯ И ИНФОРМАТИКИ

С. М. Городецкая, Т. А. Сахарова

Московский государственный университет приборостроения

и информатики, E-mail:voronkov@mgupi.ru, Sakharof@migmail.ru


В настоящее время вопрос графического образования молодежи стоит остро и требует скорейшего решения. Одна из причин этого состоит в том, что в средней школе уровень графической подготовки учащихся с каждым годом снижается, а то и просто равен нулю. Во многих школах вообще нет предмета «Черчение» или его ведет учитель труда или физкультуры. Некоторые учебники по геометрии составлены так, что школьники плохо разбираются в основных геометрических понятиях. В результате студенты, приступающие к изучению начертательной геометрии – более высокой ступени геометрии, не имеют элементарных знаний, таких, например, как разделить окружность на три равные части. А слова «стереометрия» многие вообще никогда не слышали. В связи с этим в своих методических пособиях и в заданиях к домашним работам мы вынуждены восполнить недостаток знаний и предлагать для начала элементарные задачи, без которых невозможно дальнейшее изучение предмета. На это уходит время, которое можно было бы посвятить изучению более серьезных разделов начертательной геометрии. И мы опускаем эти разделы, сокращая таким образом объем знаний по начертательной геометрии.

Вторая проблема, также приводящая к сокращению объема знаний, это недопустимо малое число часов, отведенное Государственными образовательными стандартами на изучение графических дисциплин. Причем ГОС составлен так, что перечень тем по дисциплине «Начертательная геометрии, инженерная графика» очень полный, включает в себя все возможные разделы. Такое впечатление, что составитель этой части ГОСа взял старый хороший учебник по начертательной геометрии и переписал все оглавление. И это было бы очень хорошо, если бы в следующей графе не стояло такое жалкое число часов, отведенное на изучение всех перечисленных тем. Любой преподаватель графики поймет, что за предложенное количество часов невозможно изучить дисциплину в таком объеме. И мы опять вынуждены сокращать курс. А ведь наша дисциплина призвана развивать пространственное мышление!

Мы хотим поделиться опытом преподавания компьютерной графики в Московском государственном университете приборостроения и информатики. Кафедра инженерной и компьютерной графики имеет многолетний опыт преподавания компьютерной графики для студентов различных специальностей. В настоящее время кафедра читает ряд дисциплин на 27 специальностях. Специальности очень разные: от программистов до специалистов в тяжелом машиностроении. В зависимости от специальностей и названий в ГОСах определился список дисциплин.

- Начертательная геометрия, инженерная графика.

- Инженерная и компьютерная графика.

- Начертательная геометрия.

- Инженерная графика.

- Теория теней и перспектива.

- Графика вычислительных процессов (для менеджеров).

- Компьютерная графика (для студентов специальности «Прикладная математика»).

При этом можно выделить три направления: для студентов машиностроительных и приборостроительных специальностей преподается Автокад или Компас, для менеджеров – создание презентаций в Power Point, и для студентов специальности «Прикладная математика» читается курс 3D Studio Max.

По всем дисциплинам, кроме «Графики вычислительных процессов» и «Компьютерная графика», часть работ студенты выполняют на бумаге и часть – на компьютере.

Выполнение части работ на бумаге является традиционным, и мы не хотим от него отказываться, так как считаем, что каждый инженер должен владеть чертежным инструментом и уметь выполнить чертеж вручную.

Однако на компьютерах выполняют часть чертежей все студенты, изучающие инженерную графику. В зависимости от специальностей и рабочих программ лабораторные работы на компьютерах предусмотрены в одном или в двух семестрах.

Существует два различных подхода к проблеме преподавания компьютерной графики в курсе инженерной графики. Первый и наиболее часто применяемый – это введение компьютерной графики как заключительной части курса инженерной графики. При дефиците времени такой подход сводится к ознакомительному уровню. Маловероятно, что при этом студенты приобретут достаточно знаний для использования компьютера при выполнении курсовых и дипломной работ.

Другой подход – это начинать курс изучения машиностроительного черчения с овладения современным инструментом, каким является компьютер и какой-либо пакет программ (чаще всего это Автокад или Компас). Уровень овладения компьютерной графикой при этом достаточно высокий, но преподаватель сталкивается с большим количеством проблем.

Первая из них – это дефицит времени, о чем уже говорилось выше. Второй проблемой является большая численность групп. В нашем ВУЗЕ группы не делятся на подгруппы, и на занятиях зачастую присутствует по 40 человек.

Работы по инженерной графике выполняются в графическом пакете AutoCAD или Компас. Традиция применения машинной графики в учебном процессе сложилась в университете давно, когда еще не было персональных компьютеров. Студенты составляли программы для вычерчивания плоского контура. Затем появились отечественные персональные компьютеры ДВК и графопостроитель АРМ, на них студенты выполняли более сложные задачи. С появлением графического пакета AutoCAD и соответствующих персональных компьютеров мы перешли на этот пакет и прошли все версии, начиная с десятой в оперативной системе DOC. В настоящее время работаем в AutoCAD 2006.

Работа на компьютерах построена так, что мы не просто изучаем графический пакет, а продолжаем изучение инженерной графики. Студенты выполняют на компьютере те работы, которые не были предусмотрены для выполнения на бумаге. Для каждой специальности или групп специальностей разработан комплект заданий для выполнения чертежей на компьютере. Комплект составляется из следующих заданий.

- Чертеж детали.

- Резьбовое соединение деталей.

- Болтовое соединение.

- Винтовое соединение.

- Шпоночное соединение.

- Рабочие чертежи по эскизам деталей при съемке с натуры.

- Чертеж общего вида изделия.

- Деталирование.

- Сборочный чертеж изделия.

- Спецификация изделия.

- Чертеж линзы и оптической схемы (для оптических специальностей).

- Чертеж схемы электрической принципиальной и чертеж печатной платы для специальности «Персональная электроника».

После вводной лекции и ряда упражнений студентам предлагаются задания из выше перечисленного списка в зависимости от специальности и выделенного для работы на компьютерах числа часов.

В ходе выполнения заданий студенты изучают команды графического пакета и его возможности, а именно: настройка рабочей среды, определение формата чертежа, вычерчивание примитивов, редактирование чертежа, объектные привязки, работа с блоками, работа со слоями, работа с текстом, текстовые и размерные стили, редактирование текста.

Одно лабораторное занятие занимает 4 академических часа. К концу пятого занятия студенты приобретают основные навыки работы в графическом пакете, у них возникает к нему интерес, многие из них применяют пакет в дальнейшем при выполнении курсовых работ по другим предметам.

Изучение графических пакетов мы считаем очень важным и необходимым для подготовки высококвалифицированных специалистов, и начинать его надо именно с инженерной графики, где изучают не только команды пакета, но правила и ГОСТы, по которым выполняется чертеж.

Остановимся на курсе «Компьютерная графика». На первый взгляд кажется нерациональным вообще преподавание этой дисциплины будущим математикам. Но это только на первый взгляд. В действительности сегодня внедрение компьютерной графики в индустрии создания компьютерных игр, в кинематографии и рекламе создает большой спрос на специалистов, владеющих компьютерной графикой. Во многих научных программах также требуется знание компьютерной графики. Не исключено также, что, несмотря на огромное отставание во времени, отечественные специалисты в области информационных технологий будут создавать свои программные продукты. Этими соображениями руководствовалась выпускающая кафедра, вводя чтение 3D Studio Max. Надо сказать, что это программное обеспечение является профессиональным, да и количество учебных часов, отведенных на его освоение (54 часа) дает возможность изучения на достаточно высоком уровне.

Следует также отметить, что студенты изучают этот предмет чрезвычайно заинтересованно. Как правило, многие начинали работать в программе самостоятельно, но, столкнувшись с трудностями самостоятельного изучения, далеко не продвинулись.

Конечно, 54 часа для освоения всех возможностей программы недостаточно, но за это время можно показать идеологию подхода к проблеме трехмерной графики с решением таких задач, как освещенность, построение теней, создание новых материалов и особенно создание анимации, что всегда вызывает восторг у студентов. В процессе изучения приходится останавливать на некоторых математических и алгоритмических аспектах изучаемых команд. Овладев методологией трехмерной графики и зная о возможностях программы, студенты самостоятельно могут освоить ряд неизученных возможностей.

Курс обучения состоит из лекций и лабораторных работ. По курсу предусмотрен зачет и курсовая работа. Лекции и лабораторные работы проводятся за компьютерами, объяснения сопровождаются показом на экране.

Во время лабораторных работ даются пояснения по той или иной теме, и студенты имеют достаточно возможностей для творчества. Так, например, по теме создание объектов методом лофтинга студенты создают компьютерную модель автомобиля. Понятно, что при огромном разнообразии форм автомобилей, студенческие работы сильно отличаются друг от друга. В одной из лабораторных работ для решения задач освещения сцены студенты создают интерьер, также выражая в своих работах те или иные предпочтения в области дизайна. Аналогично подбираются задания для всех лабораторных работ.

Задания для курсовой работы подобраны так, что в каждом варианте предлагается применить какие-то команды, освоенные самостоятельно. Курсовая работа включает в себя создание сцены, содержащей те или иные спроектированные геометрические объекты, источники света, видеокамеру, материалы, как библиотечные, так и созданные самостоятельно. Выходным файлом курсовой работы является анимация сцены. Как во время лабораторной работы, когда студенты работают над одной и той же темой, так и при выполнении курсовой работы не может быть абсолютно одинаковых объектов. Это решает проблему заимствования.

Несколько слов о компьютерной графике для менеджеров. Не секрет, что умение создавать презентации в этой профессии абсолютно необходимо. Да и в процессе обучения студентам приходится выполнять курсовые работы и диплом в Power Point. На лекциях излагаются не только все возможности программы, но и даются некоторые рекомендации по стилю презентаций. Все занятия проходят на компьютерах, и студенты создают три презентации. Первая, лекционная, представляет собой изложение курса по изучению Power Point. В слайдах описывается излагаемый материал. Вторая презентация – аудиторная. Пользуясь сайтом МГУПИ, студенты решают задачу агитации абитуриента поступать в ВУЗ. Домашняя презентация выполняется на свободную тему.


УДК 378.1