Проблема качества графической подготовки студентов в техническом вуз
..pdfготовки в системе общеуниверситетского образования, а также установить роль и значимость графической подготовки, в том понимании, как она нами сегодня трактуется.
Проблемы слияния родственных кафедр не могут оказаться в стороне от образовательного процесса. Перед объединенными кафедрами встает задача найти единственно верный путь развития, позволяющий вновь образованному коллективу не только продержаться в новых условиях, но и определить перспективные направления для дальнейшей совместной плодотворной деятельности. На этом пути приходится решать целый круг задач, связанных со всем спектром возникающих проблем.
Мы не понаслышке знаем о том, сколько требуется усилий для оптимизации родственных кафедр, сколько времени необходимо для адаптации коллективов к новым условиям, изменению методик и технологий преподавания как графических дисциплин, так и приобретению педагогическим составом новых компетенций в условиях специфики направленности образовательной и научной деятельности объединенной кафедры.
В Большом энциклопедическом словаре термин «кафедра» толкуется как «основное объединение научно преподавательского состава по одной или нескольким родственным дисциплинам». Если взять за основу данное определение с учетом реалий сегодняшнего дня, невольно возникает вопрос о востребованности тех понятий, которые мы ранее вкладывали в понимание слова «кафедра». Возможно, на текущий момент не требуются годы напряженной работы для формирования сплоченного коллектива единомышленников, энтузиастов своего дела, решающих общие важные задачи? Где сегодня место кафедр, занимающихся графической подготовкой студентов? Какова их роль? Какие преимущества приобретает кафедра, переходя в разряд выпускающих? Может ли полноценно функционировать кафедра без решения важных научных задач?
Эти, а также множество других вопросов остро встают прежде всего перед руководством объединенных («оптимизированных») кафедр, и их решение требует больших усилий. Процесс объединения не стационарен, оказавшись в новых условиях, мы вынуждены постоянно учиться и переучиваться, основываясь на приобретенном ранее опыте.
Так, в 2009 г. мы исследовали значимость кафедр базовых дисциплин для общеуниверситетской системы, являясь частью структурного подразделения Института базового образования (ИБО) НИТУ «МИСиС».
211
В статье «Структурный потенциал системы «кафедра базовых дисциплин – вуз – внешняя среда» [1] поднимались важные вопросы, затрагивающие все аспекты деятельности кафедр, работающих со студентами младших курсов. На основе результатов экспертных оценок делались выводы о важной роли кафедр базовых дисциплин в деле целостной подготовки выпускника вуза.
С момента публикации статьи прошло чуть больше года, и коллектив кафедры ИГД коснулись очень серьезные изменения. В 2010 г. в силу ряда объективных причин кафедра стала входить в состав Института информационных технологий и автоматизированных систем управления (ИТАСУ) и стала выпускающей. За шесть лет мы прошли путь создания новой специальности и направления обучения бакалавров, разработали Образовательный стандарт по направлению обучения «Прикладная информатика» в дизайне для бакалавров и магистров.
Сегодня кафедра инженерной графики и дизайна НИТУ «МИСиС» видит свою миссию в предоставлении высшего профессионального образования высокого качества на всем протяжении образовательных программ; организации научной и практической деятельности на основе разработки и внедрения инновационных технологий в области инженерной и компьютерной графики, прикладной информатики в области дизайна; реализации эффективной модели социального партнерства между кафедрой и работодателем.
Кафедра позиционируется как образовательная структура исследовательского типа и ведущий инновационный центр в области компьютерной графики, культуры, искусства и информационного образования, интегрированный в реальный сектор экономики и современный рынок труда. На базе сбалансированной теоретической и практической подготовки кафедра более 5 лет готовит профессионалов в области разработки и исследования методов и средств информатики в области дизайна. В процессе обучения студенты получают широкое техническое образование, теоретическую и практическую подготовку по компьютерному моделированию, программированию, информационным и сетевым технологиям, электронике и т.д. В основную образовательную программу профиля «Дизайн» включены такие дисциплины, как рисунок и живопись, история культуры и искусства, теория и методы дизайна, цветоведение и колористика, эргономика и типографика, анимация и визуализация данных, дизайн-проектирование и информационные технологии дизайн-проектов.
212
Материально-техническое оснащение лабораторий кафедры, укомплектованных новейшими графическими системами на основе современной компьютерной техники, используется в учебных и научных целях для создания трехмерных пространственных форм и визуализации. Внедрены в учебный процесс разработки по 3D-моделированию сборок, в том числе для ведения работ по подготовке к олимпиадам.
Коллективом кафедры поставлены и успешно реализуются актуальные задачи, связанные с внедрением инновационных методов и технологий преподавания графических дисциплин в технических вузах, опирающихся на студентоориентированный подход к обучению.
Всвязи с подготовкой бакалавров и магистров коллектив кафедры пополнился профессионалами в области дизайна, рисунка и живописи. На кафедру пришли работать ассистенты из числа выпускников НИТУ «МИСиС» различных институтов, реализуются их творческие задачи, внедряются новые образовательные идеи. Большое внимание уделяется научной работе студентов. Результаты их достижений заслушиваются на ежегодной научной конференции «Дни науки НИТУ «МИСиС», тезисы докладов публикуются в сборнике университета. На кафедре создана система рейтингового обучения с применением творческих заданий. Разработанные преподавателями кафедры электронные журналы позволяют давать максимально объективную оценку работе обучающихся. Среди студенческой молодежи ежегодно проводится конкурс
сцелью отбора победителей в команду НИТУ «МИСиС» для последующего участия в олимпиадах.
Впоследние годы кафедрой разработан ряд учебно-методических комплексов по профориентационной работе со школьниками для реализации проектов «Инженерные классы», «Вуз одного дня».
Ретроспективный анализ достигнутых результатов свидетельствует о том, что кафедра ИГД ведет активную всестороннюю работу в различных направлениях, без промедления решая поставленные перед ней задачи. Не потерять общепрофессиональные знания начертательной геометрии, инженерной графики, суметь совместить их с компьютерным инструментарием и завоевать позиции выпускающей кафедры – задача очень серьезная. Наш опыт показывает, что достигнуть таких результатов возможно, но позиции трудно удержать. Состояние такой кафедры весьма неустойчивое. Требования, предъявляемые к выпускающим кафедрам, связанные с их научной работой и подготовкой научнопедагогических кадров, принципиально меняются. Сегодня становится
213
фактом, что наука должна приносить прибыль, как самой кафедре, так
иуниверситету в целом. Кафедра, являясь структурным элементом автономного образовательного учреждения, должна научиться себя содержать. Базовая же графическая подготовка, не менее других нуждающаяся в научных исследованиях, не приносит вузам доход, а, скорее, является затратной. Очевидно, что на приобретение опыта по самофинансированию должно уйти время, которого у нас нет. По этой причине возникает необходимость слияния родственных кафедр, чтобы, объединив общие усилия, найти пути выхода из сложившейся ситуации. При этом стоит учесть, что объединенная кафедра, неизбежно оказывающаяся на позиции выпускающей, решает важный круг задач, как правило, не связанных с базовой графической подготовкой. В результате в составе вновь возникшей кафедры бывшие кафедры графических дисциплин остаются представленными лишь секциями, которые постепенно уменьшаются
ичисленно, и качественно. До сих пор не установлена ценность базовых, фундаментальных знаний в вузе. В рейтинге кафедр доля образовательной деятельности базовых кафедр не отличается от выпускающих. Этот вопрос постоянно поднимается перед руководством университета, и надеемся, что вскоре мы увидим реальную оценку работы базовых кафедр, в том числе и тех, кто занимается графической подготовкой выпускников.
Таким образом, надо признать, что решение вопросов, связанных с графической подготовкой в вузах, – дело безотлагательное. Сегодня мы не станем подробно писать о том, что необходимо вести постоянный поиск заинтересованных лиц, способных обеспечить финансирование графических разработок, созданных на кафедре, участвовать в конкурсах на гранты, проектах, приносящих прибыль и т.д. Эти темы для всех очевидны, но их реализация требует огромных усилий.
Развитие графической подготовки в технических вузах до сих пор зависит только от энтузиастов, большинство из которых участвуют в конференциях по графической компьютерной подготовке. А ведь требования к нам увеличиваются ежегодно. Связь вузов со школами вырастает многократно, школьники идут на креативные проекты, предлагаемые вузами, над ними необходимо работать в течение всего учебного года. В этом мы видим одну из важнейших задач кафедр графической подготовки. Следовательно, как ни объединяйся, как ни оптимизируй кафедры, а графической подготовке в технических вузах надо срочно придать первоочередное значение.
214
ФОРМИРОВАНИЕ ТЕРМИНОЛОГИЧЕСКОЙ КУЛЬТУРЫ – ВАЖНОЕ УСЛОВИЕ УСПЕШНОГО ОБУЧЕНИЯ ГЕОМЕТРИЧЕСКОМУ МОДЕЛИРОВАНИЮ
А.А. Головнин
Тверской государственный технический университет, Тверь
На примерах рассмотрена важность формирования терминологической культуры будущего специалиста применительно к обучению геометрическому моделированию.
Ключевые слова: терминологическая культура, обучение, геометрическое моделирование.
THE FORMATION OF TERMINOLOGICAL CULTURE IS AN IMPORTANT CONDITION FOR SUCCESSFUL LEARNING GEOMETRIC MODELING
А.А. Golovnin
Tver State Technical University, Tver
In the examples discussed the importance of forming terminological culture of the future specialist in relation to learning geometric modeling.
Keywords: terminology culture, learning, geometric modeling.
Термины имеют огромное научное значение. Точное знание того или иного явления природы или общества требует такого же точного знания его названия – термина. Если точное понимание терминов помогает нам глубже проникнуть в ту или иную специальную область знаний, то неправильное употребление терминов или нагромождение ненужных терминов только удаляет нас от науки, преграждает доступ к знаниям [1].
Особенно важную роль терминология и терминологическая культура играет в процессе научного и учебного общения. «Если сознательно не заниматься терминами, ученые в конце концов перестанут понимать друг друга» [2].
Вопрос о формировании круга профессиональных компетенций является требованием ФГОСов и неизбежно предполагает формирование отраслевого профессионального языка. Проблемой становления специалиста в любой сфере является несоответствие динамики развития терминов, содержательного наполнения соответствующих им понятий
215
и знаний и редкое употребление профессиональных терминов и понятий
вречи специалистов данной сферы. Это препятствует формированию целостной понятийно-терминологической системы будущего специалиста, затрудняет формирование его терминологической культуры [3].
Терминологическая культура – это владение понятийно-термино- логическим аппаратом на уровне, позволяющем использовать знания с учетом развитости компетенций аудитории, умение объяснять, используя упрощенные или усложненные определения, не меняя при этом содержательной составляющей, делая, таким образом, знание доступным любому собеседнику, умение точно и свободно употреблять термины
всференаучного, профессионального иповседневного общения[4, 5].
Таким образом, формирование терминологической культуры будущего специалиста является одной из основных задач современной высшей школы, решить которую невозможно без наличия таковой у преподавателя.
Рассмотрим новые термины, предложенные к использованию стандартами ЕСКД применительно к геометрическому моделированию. Ограничим аналитическую базу цитированиями докладов и выступлений VI (и ранее) Международных интернет-конференций «Проблемы качества графической подготовки студентов в техническом вузе: традиции и инновации» (КГП – 2016).
Не можем оставить без внимания то, что о важности терминологической культуры уже говорилось на этой конференции. Опередив нас, об этом нам напомнили наши оппоненты и коллеги по смежным курсам: «не стоит столь “творчески” подходить к терминологии, возможно, для Вас и Ваших коллег – новой, но в принципе – уже довольно традиционной области знаний. Первыми пострадавшими здесь окажутся обучающиеся, весьма вероятно, будущие пользователи высокотехнологичных современных CAD/CAM/CAE/PLM-программно-аппаратных комплексов на производстве».
Можно заметить, что в докладах и дискуссиях всей 5-летней истории конференции постоянно применяются термины 2D и 3D. Можно найти много случаев применения этих терминов по разным поводам и в разных значениях и на сегодняшней конференции, например: «без умения выполнять и редактировать 2D-чертежи нельзя перейти к 3Dмоделированию».
Сразу оговоримся, что в контексте все понятно. Единственной реакцией по сути материала могут быть только слова благодарности авто-
216
рам за то, что они любезно делятся с нами своим опытом, но рассмотрим приведенную цитату по применению терминов. В ней мы усматриваем по меньшей мере две неточности:
1.2D-чертежи, но ведь чертежи только 2D и бывают, надо говорить просто «чертежи».
2.Если после электронного моделирования нам надо получить чертежи, то, конечно, мы должны знать правила их оформления, но не наоборот. Уметь выполнять и редактировать 2D-чертежи (чертежи) перед 3D (электронным геометрическим моделированием) – не обязательно. Пример – программа «Архикад», где реализована технология работы
свиртуальным зданием посредством инструментов «стена», «дверь», «окно» и т.п. вообще без знания правил выполнения чертежа.
Скорее всего, применительно к «Компасу», а речь в докладе шла именно о работе в «Компасе», авторы имели в виду умение выполнить эскиз, геометрические построения на плоскости. Без этих умений электронную модель (3D-моделирование) в «Компасе» действительно не построишь. Наверное, справедливо то, что умения и навыки геометрических построений, полученные при обучении выполнению и редактированию чертежа, действительно пригодятся при электронном моделировании. Но для выполнения чертежа необходимы не только умения
геометрических построений, но и знания правил черчения (осевые и невидимые линии, оформление разрезов и сечений и др.), что при электронном моделировании может не пригодиться. С учетом этого можно говорить о том, что фраза «без умения выполнять и редактировать 2D-чертежи нельзя перейти к 3D-моделированию» неточна.
Что касается темы геометрических построений из инженерной графики, то при геометрическом моделировании она вновь актуализировалась: геометрические построения производят при построении как эскиза, так и траектории кинематической операции. Обратим внимание, что траектория может быть как плоской, так и пространственной. А эскиз, если выполняется только в плоскости, то нет видимых причин принципиального характера, исключающих саму возможность его выполнения на криволинейной поверхности. На размышления по этому поводу нас подтолкнуло сомнение в правильности приведенного ранее на этой конференции высказывание о геометрическом моделировании как о технологии преобразования данных «из пространства меньшей размерности в пространство большей размерности». Возможно, это отражение того, что выдавливание в«Автокаде» повинтовойлиниисталовозможнымлишь недавно.
217
Для объяснения устойчивости таких понятных всем, но неправильных на сегодняшний день терминов 2D и 3D применительно к компьютерной графике надо обратиться к истории их появления. Девяностые годы, книжки слишком дорогие, интернета нет, да и компьютера нет не только дома, но и на работе. Десять PC на весь вуз исключали возможность свободного доступа к ним и знакомства с компьютерной графикой перед занятиями. Возможность наблюдения за изображением на экране была только из-за спин студентов, доступ к клавиатуре, посредством которой осуществляется доступ к экранному меню (кнопок, действительно, нет), был возможен, когда студенты просили им помочь. Появившаяся возможность вдруг увидеть на экране простейшее 3D-тело, параллелепипед или сферу, которое моделью и не назовешь, воспринялась как чудо. Но при попытке получить что-то посложнее, компьютер вскоре зависал, об этом даже было написано и в книжках-руководствах. Тогда для разделения чертежа и геометрической модели (напомним, такого понятия тогда пользователи не знали) появилось очень четкое, краткое и понятное деление на 2D и 3D. Немаловажно, что оно закрепилось в названии программы «Компас-3D». Попробуйте упрекнуть в этом ее разработчиков – имя звезде или горной вершине дает первооткрыватель. А эта программа и ее название знакомо почти всем преподавателям наших кафедр, и, произнося его, мы лишний раз закрепляем 3D в своем сознании.
Об этом же говорят и наши коллеги-оппоненты: «Это и исторически поддерживается. Как я уже писала, первые САПР были ориентированы исключительно на чертеж, т.е. в общем смысле на создание и сохранение плоской, двухмерной геометрической модели, с допустимыми на тот момент манипуляциями с ней».
Другие примеры:
1.«Уже давно 2D-модель» – нормальное буквосочетание», «под 2D-моделью понимают результат работы модулей САПР по получению чертежей».
2.«Во всех этих операциях мы оперируем не с изображением,
ас 2D- и 3D-моделями, производим преобразования над “внутримашинными представлениями”».
3.«Если на базе твердотельной 3D-модели я получаю в САПР (плоские) вид, разрез, сечение, это означает, что в каждом из перечисленных случаев я получаю 2D-модель в соответствии с реализованными в данной САПР алгоритмами геометрии».
218
Мы уделили много внимания факту устойчивого применения «неправильных» терминов 2D и 3D, поскольку столкнулись с проявлением ожесточенного неприятия даже простого напоминания о самом факте их существования. Считаем, что эти термины отражают историю компьютерной графики, но при этом отдельный человек не обязательно должен пройти весь путь, пройденный до него человечеством. Компьютерная графика прошла путь от 2D к 3D, но весь ее исторический путь и возникавшие в процессе развития «временные» термины не обязательно должны повториться в учебном процессе.
Обратимся теперь к терминам и определениям, введенным стандартами ЕСКД применительно к геометрическим моделям [6]:
1.Электронная геометрическая модель (геометрическая модель) –
электронная модель изделия, описывающая геометрическую форму, размеры и иные свойства изделия, зависящие от его формы и размеров. Здесь, считаем, уместно будет еще раз обратить внимание на то, что говорить о геометрической составляющей электронной модели излишне.
Вэтом убеждает нас и объяснение применения такого словосочетания, для того чтобы отличить от негеометрической составляющей, например, фамилия рабочего, который изготавливал конкретную деталь, номер смены, бригаду и пр. Наличие в электронном документе перечисленной выше информации также установлено стандартами ЕСКД [4].
2.ДЭ состоит из двух частей: содержательной (текстовой, графической и мультимедийной информации, раздельно или в любом сочетании) и реквизитной. Там же разъяснено, что все реквизиты ДЭ, значением которых является подпись, выполняют в виде электронной подписи по ГОСТ 34.310. Справедливости ради, для МО есть оговорки. Но если
уж речь заходит об оговорках, то вполне можно объяснить это, сославшись на ГОСТ 2.051.
3.Геометрический элемент – идентифицированный (именованный) геометрический объект, используемый в наборе данных. Геометрическим объектом может быть точка, линия, плоскость, поверхность, геометрическая фигура, геометрическое тело.
4.Геометрия модели – совокупность геометрических элементов, которые используются в процессе создания геометрической модели изделия, но не являются элементами этой модели.
5.Есть еще вспомогательная геометрия, атрибут модели, введены
киспользованию и другие термины и определения.
Особо хочется остановиться на применении терминов «аксонометрия» и «изометрия» применительно к геометрическому моделированию.
219
Тем более что в ГОСТ 2.056–2014 «ЕСКД. Электронная модель детали. Общие положения» есть такая фраза: «Все ЭМД должны содержать как минимум один вид “Изометрия”. Вид “Изометрия” должен содержать ЭМД в положении, которое дает наиболее полное представление о форме детали, ее разрезах, сечениях и т.д.» [8].
В контексте ясно, что имеется в виду наглядное изображение ЭМД. Но к изометрической проекции как разновидности аксонометрической проекции, при которой в отображении трехмерного объекта на плоскость коэффициент искажения по всем трем осям один и тот же, это изображение вряд ли можно отнести. Тем более оговорка, что вид «Изометрия» должен содержать ЭМД в положении, которое дает наиболее полное представление о форме детали, ее разрезах, сечениях и т.д., допускает возможность использования любого положения ЭМД, а не только положения в привычной изометрии. Наверное, точнее суть сказанного отразит не изометрия, а любое наглядное изображение, полученное методом параллельного проецирования. Кроме того, полученное таким образом экранное изображение мало похоже на аксонометрическое в привычном смысле этого слова (осемерное изображение). Хотя прямоугольная система координат и может быть спроецирована вместе с ЭМД, мерить по осям может и не получиться. Экранная картинка остается моделью, и измерения могут оказаться всегда одними и теми же – действительными размерами модели. Нужно постараться, чтобы это было не так, но возникает вопрос: зачем это нужно? «Трехмерная модель, в отличие от чертежа, однозначно представляет геометрию, так как несет в себе информацию о координатах любой точки на поверхности, а не только для эксклюзивных сечений» [9].
Начинать изучение какого-либо предмета надо с принятия соглашений о границах рассматриваемой области знаний, о терминах и определениях, также необходимо соблюдать эти ограничения. Любые официальные документы, где неточности подобного рода могут вызвать хаос, начинаются именно с этого. Если, несмотря на статус уже довольно традиционной области знаний, мы не нашли понравившегося определения, начать с анализа и корректирования имеющихся, например: компьютерная геометрия есть математический аппарат, положенный в основу компьютерной графики [10].
Чтобы не быть совсем уж морализатором, напомним, что не очень давно автор употребил в оценочном смысле слово «болото». После отправки сообщения сразу понял, что это привносит ненужную оценочную окраску. Последовало и очень тактичное публичное замечание,
220