Применение компьютерных технологий в преподавании графических дисциплин

Системы автоматизированного проектирования (САПР), базирующиеся на идеологии 3D параметрического моделирования, на сегодняшний день, стали «de facto» стандартом для создания конструкторской и технологической документации в производстве промышленной продукции. Это в первую очередь определяется тем, что процесс проектирования носит итерационный характер и проектировщик вынужден неоднократно вносить изменения в проект с целью улучшения технических характеристик проектируемого объекта. Большое число варьируемых проектных параметров делает задачу контроля традиционными (ручными) способами практически неразрешимой.

Ошибки на начальной стадии проектирования могут свести «на нет» всю последующую работу. В этой связи вопрос автоматизации создания проектно-конструкторской документации приобретает особую актуальность. Не может он быть обойден и при подготовке специалистов в ВУЗах. А это, в свою очередь, требует переосмысления подходов и методики преподавания различных дисциплин. А для кафедр графического цикла это становится первостепенной задачей.

Современные, в том числе и учебные, САПР позволяют создавать наглядные 3D изображения реальных технических объектов сложной геометрической формы и получать на их основе проекционные чертежи – «плоские эквиваленты» пространственных объектов. При этом, одной из основных задач преподавателя является выработка у обучаемого навыка установления взаимосвязи между 3D и 2D изображениями. Базой для этого может служить начертательная геометрия, являющаяся (по своей сути) теорией построения чертежа.

Основной проблемой, возникающей при изучении начертательной геометрии, является сложность восприятия проекционных чертежей. Нормальное восприятие требует развитого образного мышления. Образное мышление, как и любую другую способность человека, нужно и можно развивать. Этому во многом могут помочь компьютерные технологии, в том числе и 3D проектирование.

Авторы не предлагают вовсе отойти от традиционных способов преподавания начертательной геометрии. Безусловно, нужно изучать симплексы пространства, теорию параметризации, решать метрические и позиционные задачи. Насущной необходимостью является и использование в образовании современных технологий, к примеру, мультимедийных лекций, электронных учебников, систем компьютерного тестирования – это не просто желаемое, а необходимое на данный момент явление. Но, все же, ни на один миг не нужно забывать о том, что главным является формирование общих представлений о геометрии реального мира, даже если он отражается на «плоских эквивалентах пространства».

Немаловажной составляющей, при подготовке будущего специалиста технической направленности, является и «инженерная графика», а точнее — курс «технического черчения». Язык чертежа – язык инженера. Этот «язык» устанавливает правила и возможности формирования технической документации. Без знания этого языка он не сможет вести грамотный диалог на любом этапе производства изделия – от проектирования, до непосредственного изготовления.

База, заложенная в курсах начертательной геометрии и инженерной графики, позволяет специалисту безболезненно перейти к методике твердотельного 3D моделирования.

И это не случайно – пространственная модель, особенно параметрическая, является максимально точным и наглядным носителем информации о проектируемом изделии, новое программное обеспечение (ПО) позволяет с необыкновенной легкостью переходить от 3D моделей к плоским чертежам. Также значительно упрощается процесс редактирования чертежей.

На рисунке 1 приведен пример твердотельной модели зажимного устройства, сформированной среде AutoCad. (Работа Г.В. Леванова, слушателя курсов «Работа пользователя с системами автоматизированного проектирования»).

Рисунок 1

Все, сказанное выше, приводит к мысли о необходимости использования возможностей САПР в системе графической подготовки специалистов.