Компьютерно-графическая подготовка студентов строительных специальностей

Любая технологическая перестройка промышленности бесперспективна, если она не обеспечена соответствующими кадрами. Формирование специалиста, способного эффективно работать в XXI в., должно осуществляться через насыщение учебных планов информационно-технологическими компонентами. В начальной стадии обучения необходимо ориентироваться на изучение наиболее простых программных комплексов, позволяющих быстро и эффективно решать практические задачи. Отбор информационнотехнологических компонентов, программных комплексов является для преподавательского корпуса непростой и ответственной задачей [4].

В качестве базового графического программного обеспечения рекомендуются графические редакторы мирового лидера Autodesk [10]. Выбор программного продукта для проведения учебных занятий учитывает реальное состояние дел в современной организации проектноконструкторских работ.

Графическая система AutoCAD является практически мировым стандартом в области систем автоматизированного проектирования. Стандарты AutoCAD поддерживает огромное число независимых разработчиков, создавших более 5 000 специализированных приложений для AutoCAD во всех прикладных областях. В настоящее время система AutoCAD применяется во всех отраслях промышленности, в том числе и в сфере строительства. Для чертежей, составляющих обычно большую часть проектной документации, формат .dwg, применяющийся в системе AutoCAD, стал фактически всемирным стандартом. Большим преимуществом системы как средства рисования является возможность формирования электронного архива чертежей. Каждый из созданных таким образом файлов чертежей легко редактируется, что позволяет быстро получать чертежи-аналоги по чертежам-прототипам. Для облегчения процесса выпуска документации можно разрабатывать «библиотеки стандартных элементов». В качестве стандартных элементов могут выступать как целые файлы, так и их отдельные части. Эта идея стала хорошим стимулом для создания на базе системы AutoCAD локальных рабочих мест по различным конструкторским, архитектурным и другим направлениям, а также для разработки новых специализированных систем [2].

Межвузовские конференции кафедр графических дисциплин подтверждают тот факт, что подавляющее число вузов России работают с системой AutoCAD [1; 5].

В Мордовском государственном университете им. Н. П. Огарева студенты архитектурно-строительного, светотехнического факультетов, факультета электронной техники, институтов физики и химии, механики и энергетики изучают дисциплину «Компьютерная графика» с 1995 г. в различных объемах и вариациях. Основными целями преподавания дисциплины являются ознакомление с наиболее распространенными графическим пакетами, обучение навыкам работы в системах автоматизированного проектирования, изучение основ компьютерного моделирования пространственных объектов. При постановке и организации занятий за основу взяты следующие исходные положения:

• -    информационное, техническое и программное обеспечение, используемое в учебном процессе, должно давать возможность решать задачи автоматизированного проектирования с обязательным получением конструкторских документов;

• -    учебные работы должны иметь практическую направленность с возможностью дальнейшего использования в графических подсистемах систем автоматизированного проектирования как учебного, так и промышленного назначения.

Современные темпы развития информационно-технических средств во всех сферах производства требуют постоянного увеличения объема графических знаний. Задача системы образования – передать необходимый объем знаний в установленные сроки обучения, привить умение осваивать их самостоятельно. Однако в связи с переходом системы образования на новый этап развития, а также с введением многоуровневой системы подготовки специалистов учебное время на изучение начертательной геометрии и инженерной графики существенно сократилось. Кроме того, за тот же период обучения необходимо освоить и автоматизированное выполнение чертежей на компьютере.

Учебно-методическим объединением вузов Российской Федерации по образованию в области строительства утверждены примерные рабочие программы дисциплин и учебные планы подготовки специалистов строительного профиля. В соответствии c Федеральным государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования по специальности 271101 «Строительство уникальных зданий и сооружений» [7] в базовой части дисциплин математического, естественно-научного и общетехнического циклов учебного плана ведется дисциплина «Начертательная геометрия и инженерная графика». На эту дисциплину отводится 8 зачетных единиц (288 ч), преподается дисциплина на I курсе. В результате освоения дисциплины обучающийся должен знать основные законы геометрического формирования, построения и взаимного пересечения моделей плоскости и пространства, необходимые для выполнения и чтения чертежей зданий, сооружений, конструкций, составления конструкторской документации; уметь воспринимать оптимальное соотношение частей и целого на основе графических моделей, практически реализуемых в виде чертежей конкретных пространственных объектов, владеть графическими способами решения метрических задач пространственных объектов на чертежах, методами проецирования и изображения пространственных форм на плоскости. Исходя из этого, данной дисциплиной не предусмотрено изучение даже основ компьютерной графики, систем автоматизированного проектирования для выполнения архитектурно-строительных чертежей и конструкторской документации. Однако стандартом предусмотрено изучение дисциплин вариативной части учебного плана. Набор дисциплин вариативной части устанавливается самим вузом по согласованию с факультетами. Архитектурно-строительным факультетом было принято решение включить в вариативную часть математического, естественно-научного и общетехнического циклов учебного плана специальности «Строительство уникальных зданий и сооружений» дисциплину «Компьютерная графика». Дисциплина в учебном плане занимает 2 зачетные единицы (72 ч). За это время нужно научить будущих специалистов не только читать чертежи, но и выполнять их автоматизированно. Не спасает положение и то, что студентами выполняется курсовая работа, аудиторной работы для которой не предусмотрено.

Таким образом, качество инженерно-графической подготовки студентов неизбежно ухудшается. В то же время учебный план нагружен традиционными общетехническими дисциплинами, обязательными для изучения. Каков выход из этой ситуации?

С точки зрения авторов статьи, выход возможен при пересмотре принципов преподавания графических дисциплин. Традиционно изучение компьютерной графики предусмотрено после изучения начертательной геометрии. В современный период развития науки и техники требуется новый подход к изучению этих дисциплин. Во многих вузах России начертательную геометрию не отделяют от компьютерной графики, а изучают параллельно, одним курсом. Название дисциплины при этом меняется либо «Геометрическое моделирование», либо «Инженерная и компьютерная графика». К слову, в некоторых вновь утвержденных Федеральных государственных образовательных стандартах инженерно-технического направления базовая часть имеет дисциплину «Инженерная и компьютерная графика» [6]. В стандартах строительной и архитектурной направленности пока такого объединения нет. Конечно, при таком объединении необходимо учитывать множество факторов – от тех же стандартов образования до наличия необходимого количества и качества персональных компьютеров и возможностей постоянного обновления программного обеспечения учебным заве-

дением, факультетом, кафедрой. Начертательная геометрия является базисной дисциплиной в инженерном образовании. Она дает теоретическую базу точного изображения предметов на плоскости, излагает методы изображения, проекционно-графические способы решения пространственных задач, в том числе и с помощью электронной вычислительной техники. В то же время некоторые задачи, предлагаемые в курсе начертательной геометрии, достаточно сложно решаются и не имеют большой практической ценности. Однако эти же задачи элементарно можно решить методами компьютерной технологии. Немецкий математик Ф. Клейн уделял огромное внимание истории развития геометрической науки и писал в своей работе: «С давних пор принято как в школе, так и в университете сначала излагать геометрию плоскости, а затем уже совершенно отдельно геометрию пространства, но при этом, к сожалению, способность к пространственной интуиции, с которой учащиеся приходят в школу, утрачивается». На этот недостаток в обучении указывают в своих работах ученые и в области педагогики, психологии, и преподаватели геометрии [3], но классический порядок в большинстве вузов сохраняется и в настоящее время. Обучать методам трехмерного компьютерного моделирования можно и нужно на кафедрах инженерной графики. Внедрение компьютерных технологий в учебный процесс кафедр графики поднимает их рейтинг, наполняет новым содержанием преподавание такой кон- сервативной, классической дисциплины, какой является начертательная геометрия, позволяет сохранить ее ценность как науки и учебной дисциплины [8; 9].

Что же требуется для перехода на новый качественный уровень преподавания графических дисциплин? Необходимо прежде всего переходить на лицензионные программные продукты компании Autodesk. Кафедрой инженерной и компьютерной графики Мордовского государственного университета имени Н. П. Огарева в 2014 г. заключено соглашение о сотрудничестве в области применения образовательных технологий с компанией Autodesk. Также необходимо провести сертифицированную переподготовку преподавателей в авторизованных международных центрах; активно сотрудничать с профилирующими, выпускающими кафедрами университета для привлечения студентов старших курсов к выполнению курсовых и дипломных проектов с использованием средств компьютерных технологий; повышать статус графических дисциплин не только в вузе, но и средней школе.

Таким образом, использование в учебном процессе компьютерной техники способствует совершенствованию форм и методов обучения, интенсификации учебного процесса, что в итоге ведет к лучшему усвоению учебного материала, приобретению знаний, умений и навыков применения вычислительной техники в решении инженерных вопросов и выполнении проектных работ, выработке и принятию обоснованных решений.

СПИСОК

ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

Поступила 12.02.15.

Об авторах :