Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Пермский государственный технический университет»

Демонстрационный курс лекций по начертательной геометрии

Модуль 1: Точка, прямая, плоскость

Электронное учебное пособие

Издательство Пермского государственного технического университета

2008

УДК 514.18 ББК 22.151.3 С81

И.Д.Столбова, Е.С.Дударь

Рецензенты:

Доцент Пермского государственного технического университета, канд.техн.наук Г.Г.Шелякина

Профессор Пермского военного института внутренних войск МВД РФ, канд.техн.наук В.А.Ботов

Столбова, И.Д.

С81 Демонстрационный курс лекций по начертательной геометрии. Модуль 1: Точка, прямая, плоскость: электронное учебное пособие /И.Д.Столбова, Е.С.Дударь; Перм.гос.техн.ун-т. – Пермь, 2008. 98с.

Электронное учебное пособие содержит лекционный материал по начертательной геометрии и инженерной графике. Пособие с элементами визуализации и анимации выполнено с помощью программы Microsoft PowerPoint и представляет собой набор слайдов, системно организующих учебный материал. Предназначено для студентов всех форм обучения, а также для преподавателей, желающих использовать в учебном процессе интерактивные формы обучения. Содержит материал по 1 модулю дисциплины «Начертательная геометрия. Инженерная графика»: Точка, прямая, плоскость

© ГОУ ВПО «Пермский государственный технический университет, 2008-10-06

Введение

Основной целью графической подготовки в техническом вузе является формирование графической культуры выпускника, для которой необходимо заложить интеллектуальные основы познавательной деятельности и научного рационального мышления в профессиональной сфере. Принципиальным в этом отношении является освоение будущими специалистами теоретических основ геометрического моделирования и формирование представлений о фундаментальности и конструктивности графического подхода к решению инженерных задач.

Начертательная геометрия является прикладной математической дисциплиной и наряду с другими предметами естественно-научного цикла составляет основу инженерного образования. Графические способы исследования широко используются как в технических, так и в других науках, обогащая их наглядностью и простотой решения. Кроме того, целенаправленное развитие теоретического типа мышления, что предполагает развитое пространственное воображение, способствует повышению творческого потенциала личности.

Актуальность издания обусловлена необходимостью представления будущему специалисту объема графических знаний, отражающих методологию, содержание и технологию современной инженерии с учетом развития информационно-коммуникационных технологий. Активное внедрение в образовательный процесс интерактивных средств позволяет создавать новые методические системы обучения, объединяющие личностно ориентированный и компетентностный подход к образованию. В данном учебном пособии механизм реализации компетентностного подхода базируется на основе целеполагания. Весь материал курса разбит на отдельные модули (разделы итемы), каждый из которых имеет свою цель, что позволяет поэтапно формировать профессиональные и универсальные компетенции обучаемых, выстраивать индивидуальные образовательные траектории, самостоятельно организовывать приемы и методы обучения.

Таким образом, целью разработки демонстрационного курса лекций является «заложение фундамента» в процесс формирования универсальных и профессиональных компетенций студента технического университета в соответствии с требованиями рынка труда, которые необходимо формировать в рамках изучения графических дисциплин.

Новизна работы заключается в реализации принципа наглядности лекций с помощью приема визуализации. Пособие подготовлено в презентационном пакете Microsoft PowerPoint, каждая тема представлена набором слайдов, системно организующих учебный материал. Учитывая специфику изучаемой дисциплины и трудности, возникающие при ее вербальном описании, основной акцент в лекциях сделан на графическую информацию, сопровождаемую лишь небольшим текстовым комментарием. Метод визуализации способствует формированию профессионального мышления за счет систематизации, концентрации и выделения наиболее значимых, существенных элементов содержания дисциплины. Процесс

1

визуализации представляет собой свертывание мыслительных содержаний, включая разные виды информации, в наглядный образ, который, будучи воспринятым, развернется и станет опорой адекватных мыслительных и практических действий. Студенты приобретают также первоначальные навыки анализа проблемы, умение определять и обосновывать алгоритм ее решения, а также опыт представления информации, который можно использовать при выполнении собственных презентаций для визуализации выполняемых проектов.

Предлагаемые графические решения, позволяют подробно и поэтапно осветить основные вопросы конструктивного способа перехода от пространства к плоскости чертежа. Сочетание в пределах одного слайда двух способов геометрического моделирования – трехмерного и плоского – способствует развитию у студентов пространственного воображения. Последовательное изложение учебного материала и поэтапное построение изображений формирует логику рассуждений, учит выделять общие закономерности из ряда частных. Такое построение лекций, дробное и последовательное решение задач способствует развитию у обучаемых как практического, так и теоретического мышления, формирует концептуальный подход к начертательной геометрии как к дисциплине в целом.

Для эффективного восприятия материала максимально используются динамические эффекты, такие как принцип «наложения» этапов графических построений, «проявление», «вылет», «мерцание», эффект «раскручивающейся спирали» и т.д. Динамика облегчает восприятие геометрических образов, выявление их характеристик. Использование богатой цветовой палитры позволяет выделять ключевые этапы построений и новые элементы, передавать прозрачность геометрических образов, объединять группу элементов по некоторой общности, интенсивностью окраски подчеркивать объем фигуры.

Вметодику изложения материала заложен принцип предупреждения ошибок, уделяется особое внимание оперативному анализу ситуационной задачи и упреждению неверных вариантов в графических построениях. Учитывая систему целеполагания и характер модульного построения дисциплины, в конце каждой темы приводятся вопросы для самопроверки. Вопросы составлены с учетом многовариантности решений, что позволяет проанализировать возможные ошибочные ситуации и произвести возврат для повторного изучения материала.

В1 части пособия представлен материал учебного модуля, содержащей разделы дисциплины «Точка. Прямая. Плоскость». Настоящее печатное издание не отражает динамику подачи материала, цветовые эффекты и другие особенности интерактивного пособия, а только представляет имеющиеся объем и содержание материала разделов изучаемых курсов. Издание представляет собой статичный печатный аналог слайдов и может использоваться самостоятельно, а также в качестве готового раздаточного материала при мультимедийной форме представления лекционного учебного материала. Цветная статическая версия курса лекций размещена на

2

образовательном сайте кафедры «Дизайна, графики и начертательной геометрии» http://rig.pstu.ac.ru/

Представляемое электронное учебное пособие предназначено для студентов всех форм обучения как для самостоятельной, так и для аудиторной работы. Студентам заочного и дистанционного факультетов пособие позволяет выстраивать индивидуальные траектории обучения, дифференцировать содержание материала по уровням изучения, осуществлять самоконтроль усвоения материала. Преподавателям дисциплин «Начертательная геометрия» и «Инженерная графика» учебное пособие дает возможность, создавать новые модели интегративного обучения, варьировать учебные программы и выбирать формы проведения занятий.

Электронное учебное пособие «демонстрационный курс лекций по начертательной геометрии. Модуль 1: Точка, прямая, плоскость» в полной мере отражает современную образовательную технологию, открытую для модификаций и обладающую адаптивными свойствами как к различным формам обучения, так и к индивидуальным особенностям обучаемых.

3

Пермский государственный технический университет Кафедра дизайна, графики и начертательной геометрии

Е.С. Дударь, И.Д. Столбова

Тема 1

Метод проекций. Проекция точки

Цель: сформировать представление о конструктивном способе отображения пространства

Метод проекций

Основной метод начертательной геометрии. Используется для построения изображения геометрических образов трехмерного пространства на плоскости чертежа

Метод проекций

Центральное проецирование

При центральном проецировании проецирующие лучи проходят через

центр проекций – точку S . Проекция А точки А есть пересечение проеци-

рующего луча SA с плоскостью проекций П . Центральные проекции

наиболее приближены к естественному зрительному восприятию

Метод проекций

Параллельное проецирование

При параллельном проецировании центр проекций бесконечно удален, тогда все проецирующие лучи будут параллельны некоторому заданному

направлению s. Проекция A точки А есть пересечение проецирующего луча l с плоскостью проекций П

Классификация проекций

При центральном проецировании совокупность проецирующих лучей образует коническую поверхность. При параллельном проецировании совокупность проецирующих лучей образует цилиндрическую поверхность.