ТЕХНИЧЕСКИЙ РИСУНОК КАК КЛЮЧЕВОЙ ИНСТРУМЕНТ В РАЗВИТИИ ПРАКТИЧЕСКИХ НАВЫКОВ ПО РЕШЕНИЮ ПОЗИЦИОННЫХ ЗАДАЧ НА БАЗЕ МЕТОДОВ НАЧЕРТАТЕЛЬНОЙ ГЕОМЕТРИИ

Денисова М.В.

ORCID: 0000-0002-0633-1295, Старший преподаватель,

Уральский государственный горный университет в г. Екатеринбург

ТЕХНИЧЕСКИЙ РИСУНОК КАК КЛЮЧЕВОЙ ИНСТРУМЕНТ В РАЗВИТИИ ПРАКТИЧЕСКИХ НАВЫКОВ  ПО РЕШЕНИЮ ПОЗИЦИОННЫХ ЗАДАЧ НА БАЗЕ МЕТОДОВ НАЧЕРТАТЕЛЬНОЙ ГЕОМЕТРИИ

Аннотация

В работе рассмотрена иерархия видов и типов графических изображений, значение технического рисунка как типа наглядного изображения. Озвучены цели изучения и применения технического рисунка. Обозначена проблема сложности проведения анализа при решении позиционных задач. Описаны приемы и методы применения технического рисунка как инструмента решения позиционных задач в начертательной геометрии. Рассмотрены некоторые исторические аспекты, подтверждающие роль технического рисунка как основу моделирования объектов и процессов. Результат исследования подтверждает ключевое значение технического рисунка в преподавании начертательной геометрии.

Ключевые слова: графические изображения, технический рисунок, наглядные изображения, геометрический объект, трехмерный объект.

Denisova M.V.

ORCID: 0000-0002-0633-1295, Senior Lecturer,

Ural State Mining University in Ekaterinburg

TECHNICAL DRAWING AS A KEY TOOL THE   DEVELOPMENT OF PRACTICAL SKILLS ON THE DECISION OF POSITIONAL PROBLEMS BASED METHODS DESCRIPTIVE GEOMETRY

Abstract

The paper considers the hierarchy of species and types of graphic images, the value of technical drawing as a type of visual image. Narration purpose of study and application of technical drawing. The problems of complexity analysis in solving the positional problems. We describe the techniques and methods of use of technical drawing as a tool for solving problems in positional descriptive geometry. Certain historical aspects, confirming the role of technical drawing as a basis for modeling of objects and processes. The result of the study confirms the crucial technical drawing in teaching descriptive geometry.

Keywords: graphics, technical drawing, visual image, a geometric object, three-dimensional object.

Графические изображения – средство оформления нашего восприятия окружающего мира и взаимосвязей его взаимодействия с отдельными явлениями и процессами. Графические изображения, за счет своей наглядности, позволяют воздействовать напрямую на внешние чувства и воображение. Различные виды графических изображений привносят в соответствующие виды изучаемого материала ясность в конкретизации отвлеченных представлений и облегчают его восприятие.

Проблема изучения инструментов преподавания чтения и выполнения чертежей по курсу «Инженерная графика» выражается в затрудненности, а в некоторых случаях и невозможности производить качественный анализ условного объекта или других условий задачи в связи с отсутствием визуального восприятия объекта. Для получения визуального ряда и декомпозиции задачи на элементарные понимаемые для изучения составляющие необходимо применить анализ структуры рассматриваемого объекта изучения и этому в полной мере способствует применение наглядных изображений.

Наглядные изображения, как наиболее информативный вид графических документов, содержит информацию не только о размерах и пропорциях изучаемого материала, но и создает иллюзорность объема, что способствует осознанию всей совокупности его характеристик. Использование наглядных изображений является основным приемом изучения окружающего мира графическими методами. Вследствие тех же причин наглядные изображения оказывают решающее значение при решении позиционных задач в инженерной графике.

Проблема решения позиционных задач выражается в затрудненности, а в некоторых случаях и невозможности производить качественный анализ условного объекта или других условий задачи в связи с отсутствием визуального восприятия объекта. В традиционной модели обучения данные навыки преподаются с помощью чертежного инструмента на базе методов начертательной геометрии.

Технический рисунок, как наиболее доступный для проведения графического анализа тип наглядного изображения, является традиционным инструментом в научной и практической деятельности современного инженера.

Основной целью изучения технического рисунка является развитине у обучающихся объективного, научно обоснованного подхода к изображению на плоскости объектов реального мира и их взаиморасположения в пространстве. Изучение способствует развитию пространственных представлений, стимулирует логическое и аналитическое мышление, приобщает к изобразительной культуре, вооружает средствами решения проектных и творческих задач в области технического черчения.

Основной целью применения технического рисунка является не только необходимость изобразить конкретный трехмерный объект, но и возможность выразить в рисунке встраиваемость элементов в графические примитивы, которые станут основой графической модели.

Задачей изучения технического рисунка является развивать и совершенствовать графические навыки, изучение способов фиксации объектной информации при изображении предметов на плоскости с точной передачей их формы и пространственных отношений, воспитание эстетического вкуса, методичности и аккуратности .

Для получения визуального ряда и декомпозиции задачи на элементарные понимаемые для изучения составляющие используют изображение объекта с помощью технического рисунка.

Технический рисунок как инструмент отображения окружающего мира наиболее явно проявляется при создании эскизных изображений в аксонометрических проекциях (рис. 1,2,3), в которых правильное формирование объема требует рисования видимого изображения сначала в виде графических прототипов и примитивов, привязанных в пространстве и пропорциях, а затем проработки деталей изображения и нанесения дополнительной информации.

Целью развития умения применения технического рисунка является закрепление у студентов твердого навыка самостоятельного графического анализа объектов и умение использовать технический рисунок как инструмент в процессе развития образного (пространственного) мышления.

Данное теоретическое знание способствует воспитанию у студентов обостренного чувства объемной многомерной формы, прививает необходимые правила профессионального композиционного мышления. Позволяет переключиться с геометрически плоского мышления на мышление объемное графическое – синтезировать процесс преобразования, необходимый для правильного восприятия изучаемых моделей.

Для этого обучаемым предоставляется возможность пользоваться исходным информационным материалом в виде аналитических чертежей, зарисовок, схем, а также фотоизображений и с помощью этих средств решать позиционные задачи. Овладение подобными методами является необходимой составной частью профессиональной подготовки.

Особенно эффективно использование технического рисунка для моделей при конструировании изделий на базе заданных унифицированных и типовых элементов конструкций. При этом используя визуализированные образы в качестве создаваемых конструкций, преобразуя полученное научное знание в зрительно воспринимаемую форму, обучаемые получают понимание главных  принципов графического моделирования.

Полученные практическими упражнениями знания дают учащимся возможность в процессе обучения самостоятельно применять учебно-исследовательские методы подготовки. В свою очередь эти навыки развивают способности, позволяющие улавливать неочевидные ассоциации, находить новые, оригинальные идеи и решения проблем, развивать образное мышление.

Следует обратить внимание, что методы преподавания технического рисунка и инженерной графики в  классическом понимании должны учитывать развитие начертательной геометрии в различные исторические эпохи. Если проследить путь развития чертежа от древних времен до наших дней,  можно увидеть, что рисунок в графике является  одним из древнейших языков мира. Данный язык отличается от других лаконичностью, точностью и наглядностью. Ярким носителем данного языка без преувеличений является Леонардо Да Винчи, его научные труды переполнены наглядными изображениями, эскизами, схемами и чертежами (рис. 4).

Вклад Леонардо да Винчи в теорию графических изображений неоценим. Как ученый и инженер, он обогатил проницательными наблюдениями все области науки, рассматривая свои заметки и рисунки как подготовительные наброски к энциклопедии человеческих знаний.

Рис. 4

Особенно эффективно логическая и содержательно-методическая взаимосвязь технического рисунка, инженерной графики и  компьютерной графики прослеживается в следующем: рисунок, как наглядное изображение предметов на плоскости бумаги для лучшего понимания и представления в пространстве простейших элементов (точка, прямая, плоскость и т.д.), перспектива как основа построения, методы проецирования (центральное, параллельное), для компьютерных моделей при конструировании изделий на базе заданных унифицированных и типовых элементов конструкций.

Технический рисунок также является основой для создания компьютерной модели. Создание компьютерной модели средствами систем автоматизированного проектирования тоже нужно начинать с построения выявленных в процессе графического анализа геометрических примитивов и геометрических низкополигональных прототипов. Значение систем автоматизированного проектирования в процессах геометрической и графической подготовки трудно переоценить, особенно встроенные возможности средств визуализации, позволяющих получить практические навыки пространственного мышления.

Результатом нашего исследования  является понимание роли технического рисунка, как ключевого инструмента инженерной графики, с использованием которого могут быть созданы чертежи с применением как неделимых графических объектов: точек, отрезков, окружностей, дуг, так и фрагментов ранее построенных графических изображений, например, стандартных изделий, типовых конструкций и их частей.

Изучение основных приемов и методов построения стационарных геометрических объектов является необходимой основой для последующего изучения дисциплин «Начертательная геометрия», «Компьютерная графика» и «Инженерная графика». Обладание данными знаниями и навыками является фундаментом, на котором базируется инженерное образование, понимание назначений чертежей, конструкторских документов и порядка выполнения технической документации. Более того, изображения могут быть использованы как элементы более сложных чертежей.

На пути достижения вышеперечисленных целей высокоуровневая профессиональная подготовка специалистов является базовым условием, выполнение которого является обязательным ингредиентом рецепта успеха любого проекта.

Список литературы / References

1. Чекмарев А.А. Начертательная геометрия и черчение.-М.: Гуманитар. изд. центр ВЛАДОС, 2005.-471 с.
2. Гуковский М.А. Механика Леонардо да Винчи.-М.: Изд-во АН СССР. 1947-815 с.
3. Притыкин Фёдор Николаевич Преподавание графических дисциплин с учетом возможностей современных компьютерных технологий // ОНВ . 2012. №4-111. С.256-259.
4. Краснюк А. В., Татаринов А. Ф., Ульченко Т. В. Использование возможностей трехмерного моделирования системы АutoCAD в преподавательской деятельности для выполнения графических задач // Наука и прогресс транспорта. Вестник Днепропетровского национального университета железнодорожного транспорта . 2008. №25. С.159-161.
5. Абульханов С. Р., Денисенко А. Ф., Скуратов Д. Л., Шапошников С. Д., Стрелков Ю. С. Проектирование прототипов с помощью 3 d технологий // Известия Самарского научного центра РАН . 2011. №6-1. С.166-172.

Список литературы на английском языке / References in English

1. Chekmarev A.A. Nachertatel'naja geometrija i cherchenie. [Descriptive geometry and cherchenie].-M.: Gumanitar. izd. centr VLADOS [humanities. ed. Center VLADOS], 2005.-471s. [in Russian]
2. Gukovskij M.A. Mehanika Leonardo da Vinchi [ Hooke M.A. Mechanics Leonardo da Vinchi].-M.: Izd-vo AN SSSR [Publishing House of the USSR Academy of Sciences]. 1947-815s. [in Russian]
3. Pritykin Fjodor Nikolaevich Prepodavanie graficheskih disciplin s uchetom vozmozhnostej sovremennyh komp'juternyh tehnologij [Pritikin Fedor Nikolaevich teaching graphic disciplines, taking into account the capabilities of modern computer technologies] // ONV . 2012. №4-111 [NVG. 2012. №4-111]. S.256-259. [in Russian]
4. Krasnjuk A. V., Tatarinov A. F., Ul'chenko T. V. Ispol'zovanie vozmozhnostej trehmernogo modelirovanija sistemy AutoCAD v prepodavatel'skoj dejatel'nosti dlja vypolnenija graficheskih zadach [Krasnyuk A., Tatarinov A.F., T. Ulchenko Harnessing the power of three-dimensional AutoCAD system simulation in teaching tasks to perform graphic] // Nauka i progress transporta. Vestnik Dnepropetrovskogo nacional'nogo universiteta zheleznodorozhnogo transporta [Science and Progress transport. Bulletin of Dnipropetrovsk National University of Railway Transport]. 2008. №25. S.159-161. [in Russian]
5. Abul'hanov S. R., Denisenko A. F., Skuratov D. L., Shaposhnikov S. D., Strelkov Ju. S. Proektirovanie prototipov s pomoshh'ju 3 d tehnologij [Abulhanov S.R., Denisenko A.F., Skuratov D.L., S.D. Shaposhnikov, Shooters Design YS prototypes using 3 d technology] // Izvestija Samarskogo nauchnogo centra RAN [Bulletin of Samara Scientific Center of the Russian Academy of Sciences]. 2011. №6-1. S.166-172. [in Russian]