Применение современных технологий в усвоении курса начертательной геометрии

Очень полезно. Хотя бы потому, что то, что полезно для ума – полезно для дела. Как известно, школа учит читать, писать, логически мыслить, находить решение в нестандартных ситуациях – рефлексировать как теперь модно говорить. Акцент на рефлексию делается и в проекте «Наша новая школа». Совсем не случайно, для развития этих качеств во многих школах вводятся уроки шахмат. Могу привести множество примеров о достижениях моих бывших студентов и коллег шахматистов (от перворазрядников до гроссмейстера)  в науке и технике.

Высшая школа решает те же задачи на другом уровне. Писать -  владеть графическими пакетами, знать основы САПР. Читать – знание основ построения проекционного чертежа, умение читать чертежи, которые как архивный материал не потеряют своей ценности. На этом этапе роль начертательной геометрии – вполне подходящей для роли шахмат в деле развития эвристического мышления трудно переоценить. Таковы задачи кафедры, преподающей графические дисциплины.

Теперь трезво оценим первокурсника, вернее 80% поступающего в настоящее время контингента. Это человек со слабо развитым пространственным представлением, не изучавший в школе черчения, плохо знающий геометрию, не умеющий организовать самостоятельную работу, освободившийся от прессинга учителей и родителей и не умеющий адекватно распорядиться свалившейся на голову свободой.

Снова цитирую А.Хейфеца. Итак, как автор видит новый теоретический курс.  Концептуально – за основу следует взять структуру учебного курса НГ. По каждому разделу курса показать новые подходы к его раскрытию на основе прямого оперирования в пространстве, без проекционных преобразований. Экскурсы в НГ, конечно, возможны и неизбежны. Но, все-таки, отказ от детального изложения методов НГ дает большие резервы времени для более глубокого изучения геометрических закономерностей, выхода на технологические приложения.

Отрицание необходимости изучения начертательной геометрии как ненужной науки может иметь нежелательные последствия. Данная мысль не преследует цели убедить читателя, что эта наука нужна абсолютно всем в равной мере. Возможно, содержание отдельных ее разделов в учебных курсах следует серьезно пересмотреть, сообразуясь с потребностями производства и веяниями времени. Реалии нынешнего дня таковы, что, видимо, не все студенты в своей будущей профессиональной деятельности столкнутся с решением задач сложного функционального формообразования. Возможно, им достаточно лишь поверхностного изучения основ геометрической науки. Однако незнание методов этой дисциплины может стать серьезной проблемой для тех, кто собирается разрабатывать сложную технику, технологические процессы и специализированные информационные системы – для магистров и  аспирантов. Не следует забывать и еще одно обстоятельство, о котором почему-то предпочитают не говорить вслух: владение методами начертательной геометрии при определенных обстоятельствах – знание стратегического значения.

Нет сомнения в том, что  преподавание графических дисциплин  требует совершенствования. Многое в том, что предлагают и своевременно и интересно. Представляется, что это актуально для современного межкафедрального курса в содружестве с IT специалистами и профилирующими кафедрами.  Однако, пока такое редкое содружество не налаживается, не следует делать резких движений и внедряться в сферы специальных кафедр, большинство из которых пока не слишком озабочено проблемами ИПИ технологий. Отечественное образование достаточно инерционно, что позволяет сохранять его фундаментальность.

 

3. Методика создания информационной технологии  обучения начертательной геометрии на базе систем CAD/CAM.

 

Начертательная  геометрия  является  одной  из фундаментальных наук, составляющих основу инженерно-технического образования. Начертательная геометрия  изучает методы получения изображений пространственных фигур на плоскости и способы графического решения  метрических  и  позиционных задач  по этим изображениям.

Достижение требуемого качества обучения требует применения информационных технологий. Целью информатизации обучения является интенсификация образовательного (дидактического) процесса. При этом предусматривается разумное увеличение напряженности интеллектуального труда  преподавателя и обучающегося, которая должна компенсироваться заранее продуманной организацией образовательного процесса и мерами по сохранению их состояния и здоровья. Взаимосвязанная деятельность преподавателя и обучающегося  осуществляется с помощью средств обучения – носителей учебной информации (слайд, видео- и кинофильм, компьютерные и другие средства). В средствах обучения сосредоточено педагогически отработанное содержание обучения. Появление в последнее десятилетие средств обучения, ориентированных на использование персональных компьютеров, существенно усилило возможности управления обучением и создало предпосылки для адаптивного обучения, следуя  Золотареву  А.А.( 1 ) .  Адаптивное обучение обладает следующими признаками: замкнутое (с обратной связью), направленное (на конкретного обучающегося), автоматическое (без непосредственного участия преподавателя ).

В Московском Государственном  Индустриальном Университете ( МГИУ ) на основе многолетнего опыта преподавания начертательной геометрии и компьютерной графики создана методика создания информационной технологии обучения на базе компьютерных средств обучения , включающих :

-  компьютерный класс,  оборудованный мультимедийным

    проектором;

-  системы CAD/CAM;

-  компьютеризированный  учебник;

-  компьютеризированный  задачник;

-  компьютеризированный  практикум (расчетно-графические

   работы);

-  автоматизированная  система тестирования;

-  компьютеризированный  экзаменационный тренинг. 

Компьютерный класс  имеет 24 рабочих места для обучающихся и рабочее место преподавателя на базе персональных компьютеров, имеющих следующие основные характеристики:

-  оперативная память: 512 МВ;

-  емкость жесткого  диска: 160 ГВ;

-  тактовая частота: 3000 МHz;

-  память видеокарты: 256 МВ; 

-  гибкий диск  3.5”;

-  диск CD-R.

Компьютерный класс  оснащен мультимедиа проектором   MITSUBISHI  XD205U с физическим разрешением  1024х768 и световым потоком - 2000 ANSI люмен.

В качестве базовых программных  средств используется операционная система     ОС   WINDOWS/ XP  PROFESSIONAL, стандартные приложения операционной системы, автоматизированные системы проектирования CAD/CAM/CAE/PDM PRO/ENGINEER и CAD/CAM  KREDO.

Разработанная методика используется  при построении информационных технологий обучения начертательной геометрии, компьютерной графике и основам автоматизированной подготовки программ для станков с числовым программным управлением  (ЧПУ).

Типовой информационный блок автоматизированного учебника включает следующие компьютерные модули:

-  оглавление (введение, разделы, темы, заключение,

   приложения, литература);

-  текстовые материалы; 

-  чертежи;

-  контрольные вопросы;

-  тесты.

Типовой информационный блок автоматизированного задачника  включает следующие компьютерные модули:

 -  оглавление (разделы, темы, номера и тексты задач );

-  текстовые материалы  (методические указания по решению

    задач);

-  чертежи (решения  типовых задач);

-  контрольные вопросы;

-  тесты.

Типовой информационный блок автоматизированного практикума (расчетно-графических работ ) включает следующие компьютерные модули:

-  оглавление (варианты  заданий);

-  чертежи (образец  выполненного задания);

-  текстовые материалы  (методические указания по 

    выполнению  задания);

-  контрольные вопросы;

- тесты.

Типовой информационный блок автоматизированного экзаменационного тренинга включает следующие компьютерные модули:

-  оглавление (номера  и тексты билетов);

-  текстовые материалы  (основные теоретические положения);

-  чертежи (решения   задач);

 -  контрольные вопросы;

-  тесты.

Текстовые материалы  создаются при помощи текстового редактора MS WORD, а чертежи при помощи системы CAD/CAM/CAE/PDM PRO/ENGINEER.  Взаимосвязь текстового редактора MS WORD  и системы CAD/CAM осуществляется через гиперссылки.

 

 

 

Заключение

 

 

Список литературы

 

1.Бегенина Л.Ю. Интерактивная доска как средство организации фронтальной работы // Информатика и образование. 2009. № 7.- С 122-123.

2.Галишникова Е.М. Использование интерактивной доски в процессе обучения // Учитель. 2007. № 4.-С8.

3.Крапивенко А.В.Технологии мультимедиа и восприятие ощущений: учеб. пособие. М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2009.-271с.- ISBN 978-5-94774-967-0 

4.Штода В.А. Особенности применения ЦОР и интерактивной доски на уроках // ИКТ в образовании. 2009. № 12 (48).- С 14-15.

5. Тихонов-Бугров Дмитрий Евгеньевич (О проблемах преподавания начертательной геометрии и инженерной графики).