1.2. Структура курса «Инженерная графика и автоматизированное проектирование»
Модульная структура курса позволяет дифференцировать его содержание и организовать обучение с учетом уровня знаний, потребностей, индивидуального темпа учебной деятельности студента.
В результате проведенных исследований перспективы развития курса его структура представлена пятью модулями, каждый из которых рассматривается как самостоятельная дисциплина (рис. 1).
Рис. 1. Структура курса «Инженерная графика
и компьютерное проектирование». Источник [1, с. 12]
Содержание первого учебного модуля «Графика как средство представления информации» имеет небольшой объем, служит связующим звеном, объединяющим все остальные учебные модули. Усвоение знаний по этому модулю ведется в основном на уровне «иметь представления» об основах составления графического выражения и на уровне «знать», например словарь графических форм. Тем не менее, содержание по этому модулю должно быть включено в программу курса графики по всем направлениям, иначе теряется общая картина представления графики как языкового средства.
Во втором учебном модуле «Теория, средства и алгоритмы визуализации информации о геометрических объектах» представлен материал по изучению основ проекционного черчения, ранее изучаемый в курсе начертательной геометрии.
Содержанием третьего учебного модуля «Основы проектирования изделий и инженерного документирования» являются конструирование соединений деталей и разработка конструкторской документации на разных стадиях проектирования изделий.
В четвертом учебном модуле «Теория, средства и алгоритмы визуализации информации о процессах и явлениях» содержание поделено на две части: «Результаты научных и инженерных исследований» и «Деловая графика». Причиной деления модуля является то, что составление таблиц и диаграмм при обработке статистических данных имеет свои особенности. Составлением графических моделей такого рода занимаются, как правило, специалисты экономического, экологического направлений. Для инженеров-исследователей технического профиля более важны рекомендации по составлению графических моделей технических систем, используемых в научных исследованиях. Однако существуют общие правила и рекомендации, которые будут полезны в будущей деятельности выпускников всех направлений образования.
Пятый учебный модуль «Прикладная компьютерная графика» предполагает использование графических редакторов и систем для выполнения заданий по остальным учебным модулям. Содержание пятого модуля может быть независимым в рамках таких дисциплин, как, например, «Компьютерный дизайн», «Web-страницы», «Виртуальное моделирование». Обучающиеся, имеющие знания по этим разделам, могут предложить их к аттестации для повышения рейтинга.
1.3. Визуальная (графическая) форма представления информации
Вопрос эффективности передачи и усвоения информации является одним из главных на протяжении последних десятилетий. Основным средством коммуникации в мире в начале ХХI в. служит визуализация (визуальная форма передачи) информации. Наибольшее количество информации (примерно 80–90 %) человек воспринимает визуально.
Преимущество графического способа передачи информации, по сравнению с двигательным или звуковым (рис. 2), состоит в том, что зрительное восприятие человеком передаваемой информации и создание им мысленного образа происходят настолько быстро, что человек этот процесс воспринимает как «мгновенный». Этим объясняется эффект одновременности, основанный на свойстве человеческого восприятия информации: создаваемые мысленные образы при восприятии информации и передаваемые графические модели очень близки по форме.
Невозможно подготовить творчески мыслящего специалиста без развития у него образного представления, воображения и мышления. Один из важнейших инструментов, служащих для формирования пространственных представлений, – это геометрическая интерпретация. Объектами интерпретации являются графические модели в виде комбинации чертежей, схем, текста, диаграмм и т.п. Графические модели предполагают отображение информации в виде набора средств графического представления информации: линий, символов, мнемонических знаков, используемых в соответствии с правилами построения графических моделей.
Рис. 2. Схема способов передачи информации между людьми.
Источник [1, с. 15]
В таблице 2 представлена одна из возможных классификаций графических моделей. Пиктографическая модель – графическая модель, составленная с использованием условных графических изображений (пиктограмм), обозначающих предметы, действия или события. Идеографическая модель – графическая модель, составленная с использованием идеограмм – условных письменных знаков, обозначающих понятия.
Таблица 2
Классификация графических моделей
Графические модели |
|
Пиктографические:
|
Идеологические:
|
При построении графической модели необходимо оценить конструктивные элементы, которые можно использовать для ее создания, их возможности и ограничения.
Если смысл текста раскрывается словами, то иллюстрация «говорит» на языке форм. К ним относятся точка, линия, плоская геометрическая фигура, цвет, текстура.
Точка. В теоретическом смысле она не имеет измерения (безразмерна) и указывает место расположения или положение. При создании графической модели точка характеризуется концентрацией форм или зрительного восприятия в некотором центре, который привлекает и фиксирует зрительный фокус. Графически точка может быть представлена в виде кружка, пересечения линий, буквы или цифры (как часть графического выражения, они часто визуально воспринимаются как точки). Она может выступать в качестве символа, изображающего какой-нибудь специфический объект или идею.
Линия – это одномерное образование, которое указывает направление, протяженность или движение. Применяется для изображения траектории или маршрута, для обозначения границ или деления. Линейная форма может варьироваться по толщине, длине, структуре, характеру, насыщенности и направлению. Линии бывают точечными или прерывистыми, совокупность отрезков или точек такой линии воспринимается глазом как единая линейная форма.
Фигура (плоская форма) – двухмерное образование, используется для обозначения контура, площади, очертания, обрамления. Фигуры характеризуются строением своих краев, могут иметь только контур или быть сплошными (заполненными цветом); различаются по размерам, по распределению насыщенности частей, по положению в пространстве, по правильности очертания.
Тон или цвет – графическая форма, отражающая степень насыщенности цвета. При отсутствии цвета тон становится оттенком серого. В качестве фона при создании графической модели, состоящей из нескольких взаимосвязанных фигур, лучше использовать светлые тона: они более четко выявляют площадь или структуру, на которую наносятся черным цветом значимые формы. Темные оттенки, используемые в качестве фона, обеспечивают контраст для восприятия малых светлых или второстепенных графических форм. Как структурный элемент, тон является полезным средством для описания объемной формы с помощью светотеней. Это достигается применением сплошных плоскостей различного тона либо градацией тонов.
Текстура – графическая форма, отражающая качество поверхностной структуры объекта. Текстура образуется скоплением малых частичек в определенной системе, визуальный характер которой зависит от всего этого скопления в целом. Как элемент графической модели, текстура отображает качества физических поверхностей. В этой роли она используется в сочетании с другими элементами формы, особенно с цветом и тоном.