FORMING THE CONTENT OF GEOMETRIC-GRAPHIC TRAINING OF STUDENTS IN UNIVERSITIES USING DIGITAL TECHNOLOGY

ФОРМИРОВАНИЕ СОДЕРЖАНИЯ ГЕОМЕТРО-ГРАФИЧЕСКОЙ ПОДГОТОВКИ ОБУЧАЮЩИХСЯ В ВУЗАХ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЦИФРОВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

Научная статья

Дорожкин Е.М. ¹ , Смирнова Д.Н. ², ^*

^1–2 Российский государственный профессионально-педагогический университет, Екатеринбург, Россия

* Корреспондирующий автор (darya_smirnova_86[at]list.ru)

Аннотация

В данной статье автор дает обоснование важности формированию содержания геометро-графической подготовки обучающихся в вузах. Студентам важно использовать графическую коммуникацию, как внутри учебного заведения, так и за пределами, с целью повышения своих компетенций. Автором предложено регулярно обслуживать рынок современного программного обеспечения направленного на 3D моделирования и знакомить с новинками студентов. Это позволит им не только совершенствовать свои навыки, но и выйти на международный уровень, осуществляя коммуникацию со студентами из других стран. Графический язык – играет большую роль не только в коммуникациях, но и в развитии научного знания, не только технического, но и гуманитарного. Геометро-графический язык – это язык международного общения. Навык общения через символы проникает в эту область общения в полной мере.

Ключевые слова: геометро-графическая подготовка, цифровые технологии, формирование компетенций студентов, формирование содержание обучающих программ, 3D моделирование, графические коммуникации.

FORMING THE CONTENT OF GEOMETRIC-GRAPHIC TRAINING OF STUDENTS IN UNIVERSITIES USING DIGITAL TECHNOLOGY

Research article

Dorozhkin E.M. ¹ , Smirnova D.N. ², ^*

^1–2 Russian StateVocational Pedagogical University, Yekaterinburg, Russia

* Corresponding author (darya_smirnova_86[at]list.ru)

Abstract

In this article, the author justifies the importance of forming the content of geometric and graphic training of students in universities. It is important for students to use graphic communication, both inside and outside the institution, to enhance their competencies. The author proposed to regularly manage the market of modern software aimed at 3D modeling and familiarize students with new products. This will allow them not only to improve their skills, but also to reach an international level by communicating with students from other countries. Graphic language plays a major role not only in communication, but also in the development of scientific knowledge, not only technical, but also humanitarian. Geometric graphic is the language of international communication. The skill of communicating through symbols permeates this area of communication most fully.

Keywords: geometric-graphic training, digital technologies, forming of students' competences, forming of the content of training programs, 3D modeling, graphic communications.

Сегодня, в мире, большое разнообразие не только языков, диалектов и культур, но имировоззрений. На этом фоне, можно утверждать, что есть единый общий язык – графический. Отметим, что данный язык является уникальным для передачи научно-технической информации между инженерами, учеными, студентами. Можно заключить, что именно он является профессиональным средством общения в определённых кругах.

Графический язык – играет большую роль не только в коммуникациях, но и в развитии научного знания, не только технического, но и гуманитарного. Подчеркнем особенности данного языка:

- универсальность, он дает множество информации об объектах в формате визуализации;

- он способен раскрыть не только внешние характеристики объекта, но и его свойства, а также принцип действия;

- алфавит данного языка – графический, он создает определенный видеоряд, который наглядно представляет зашифрованную в нем информацию;

- данный язык является международным;

- он способен передать в большой объем информации в короткой форме, это обусловлено его лаконичностью.

Все приведенные выше особенности, объясняют важность формировать навыки владения геометро-графическими дисциплинами у студентов не только направления инженерии, математики, программирования, но и у гуманитариев [12].

Отметим, что геометро-графическая подготовка в высших учебных заведениях технического профиля сориентирована на образование базы теоретико-практического характера у студента при освоении им дисциплин общепрофессионального и специализированного профиля. Таким образом, геометро-графическая подготовка будет выступать основой для всей подготовки по инженерному профилю.

Указанные факты вызваны тем обстоятельством, что геометрическая интерпретация явлений в любых формах пронизывает практически всю систему учебных предметов, как общеинженерного цикла, так и специальных циклов профессионального технического образования. Подготовка, разработка и проверка обоснованного решения в условиях современного производства, оснащенного средствами компьютерных технологий требует иной геометро-графической подготовки будущего инженера.

В условиях глобальной информатизации производства, повышения наукоёмкой современных технологий расширяются возможности использования компьютерных технологий и в области инженерно-конструкторской деятельности [2].

Сегодня, в мире образования популяризирована цифровизация. Практически во всех сферах используют инновационные технологии не только для исследовательской работы, но и для теоретической. Здесь важным фактором играет владение геометро-графическими навыками не только студентами, но и преподавателями. Выходя на международный уровень, необходимо не только формировать в студентах данные компетенции, но и регулярно повышать их у преподавателей.

Все приведенное выше обуславливает необходимость использовать современные инструменты цифровизации в процессе обучения, а также совершенствовать графическую коммуникацию обучающихся.

Отметим, что понятие графическая коммуникация, в научном мире может по-разному трактоваться. Рассмотрим те из них, которые используют в процессе образовательной деятельности.

Первое – графическая коммуникация, это один из способов, в рамках которого можно реализовать связи между двумя точками исследования: начальной (техническая идея) и конечной (реализация данной идеи).

Второе – графическая коммуникация, это способ передачи информации в скрашенном виде, для наглядной демонстрации. Данная коммуникация носит название – технологическое проектирование. Рассмотрим его более подробно.

Так технологическое проектирование – это в первую очередь визуализация, а именно наглядное представление проблемы и ее решения. С помощью него можно создать не только первоначальную визуализированную идею, но и последующее моделирование разработок.

Отметим, что так же важную роль в формировании содержания геометро-графических компетенций является умение составлять различные геометрические модели. Именно они являются следующим этапом инженерных разработок, идущим за технологическим проектированием. Данные модели используют для реализации разных инженерных расчетов и, наконец, создание подробных чертежей и/или 3D-моделей, которые используются в производственном процессе. Здесь очень важно познакомить будущих специалистов с современными технологиями в полном объеме, так как реализация проектов, особенно международных требует определенного объема навыков, связанных, с цифровизации данной отрасли.

Визуализация, создание эскизов, моделирование и подготовка технической документации – это способы общения инженеров и технологов при создании новых продуктов и конструкций в современном техническом мире. По сути, графическая коммуникация, которая осуществляется с помощью инженерных чертежей и моделей, является чистой, практический язык с определенными правилами, которые необходимо преодолеть, если кто-то хочет добиться успеха в инженерном проектировании (любом дизайне). Когда этот язык может превзойти любой подход к решению инженерных задач. Девяносто два процента процесса инженерного проектирования основано на графическом отображении. Остальные 8% делятся между математическими расчетами и письменным и устным общением. Пятьдесят процентов проектного времени дизайнер тратит на чисто визуальную и графическую деятельность. Нам нравится точность в общении. Инженеры используют графические инструменты, некоторые из которых имеют многовековую историю и используются изо дня в день, в то время как другие являются очень новыми и обусловлены быстрым развитием компьютерных технологий, таких как системы автоматизированного проектирования[6].

Обратимся к историческому аспекту развития геометрических коммуникаций. Так общение между людьми происходит поливалентно: посредством языка, письменного текста, символов или графики, либо люди говорят, пишут или рисуют.

Многие первобытные общества не достигли уровня постоянных рекордов. Все коммуникации на протяжении большей части истории велись устно. Устное высказывание является первой формой общения человека с окружающей средой. Детей обучают голосовому выражению в возрасте до 2 лет.

Во время обучения, люди, как правило, приобретают умение общаться в письменной форме. Таким образом, приобретение способности читать и писать является наиболее широко используемым способом общения. Навык общения через символы проникает в эту область общения в полной мере.

Графика также является очень важной формой коммуникации. Все графические формы очень важны для общения между инженерами во всех областях техники. Как уже было отмечено выше геометро-графический язык – это язык международного общения.

Так инженерная графика – это язык, используемый инженерами для передачи идей и информации, необходимых для построения технических устройств и систем. Этот язык включает в себя чертежи, наброски, планы, графики, схемы, заметки и инструкции. Графика в инженерии преследует три основные цели, а именно:

• Анализ и отображение структур
• Передача информации о структуре
• Запись о разработке и построении замены в нем

Инженерная графика включает в себя формальные и неформальные чертежи, эскизы, все диаграммы и планы, а иногда и нефизические отношения идей, если эти отношения могут быть отображены графически.

Инженеры постоянно пользуются неформальным рисованием или наброском – «говорят ручкой и бумагой», и вообще этот вид общения пересекается без классической подготовки. На протяжении всей истории, особенно в последнее время, и в результате технического прогресса в области компьютерной графики и компьютеров, этот тип связи приобретает все большее значение. Идея подается в виде наброска от руки; полное проектирование процесса было выполнено с помощью компьютеров и программного обеспечения 3D [14].

Инженерная графика – это мостик, по которому идеи воплощаются в жизнь. Без этого трудно представить себе современное общество, более того, большая часть современной промышленности не возникла бы или прекратила бы свое существование. Отметим, что само направление геометро-графической подготовки подразумевает под собой использование различных инновационных методов.

Подчеркнем, что инновации и цифровизация тесно связаны, и оба они демонстрируют широкий спектр перспектив. Действительно, трудно провести различие между ними на практическом уровне: большая часть литературы не проводит четкого различия и предполагает, что цифровизация в настоящее время является доминирующей движущей силой инноваций в образовании и профессиональной подготовке [5].

Инновационное образование и обучение инновациям, – это использование новых или значительно переработанных средств, методов или сред преподавания и обучения (таких, как цифровые средства обучения, MOOC или виртуальная реальность) или новых организационных методов (например, использование нового приложения или программного обеспечения для взаимодействовать с работодателями), направленный на повышение качества образовательной деятельности в ответ на экологическую устойчивость и социальные и экономические потребности. В этом определении инновация подразумевает введение нового элемента и отличается от изменений или реформ. Однако то, что считается новым в одной среде, может не быть таковым в другой, следовательно, инновации зависят от контекста. Кроме того, инновации внедряются с разной скоростью. Некоторые инновации являются медленными и постепенными, а не быстрыми и предполагают внезапные поэтапные перемены. Что касается цифровизации образования и профессиональной подготовки, связанные с этим изменения выходят за рамки внедрения цифровых инструментов в учебные планы и педагогику, они также включают изменения в организациях, включая культуру организации, ее процессы и требования к определенным рабочим местам [6].

Сегодня, существует большой потенциал для инноваций и цифровизации для поддержки высокого качества и более высокого уровня профессионального образования (ОПО). Тем не менее в целом, социальный и экономический вклад ОПО до сих пор недостаточно изучен и недооценен, при этом учреждения ОПО часто рассматриваются как просто предоставляющие навыки, а не играющие более важную роль в инновационной экосистеме.

Несмотря на вышеописанное, растет осознание и признание того, что ОПО играет гораздо большую роль как в инновациях, так и в цифровизации. ОПО все чаще рассматривается как движущая сила инноваций и является частью показателя обучения на протяжении всей жизни для инновационного показателя развития РФ.

Организации профессионального образования также готовит учащихся к профессиям, где необходим творческий подход, продвигает новые идеи в бизнесе и промышленности и помогает сократить разрыв в навыках (40% работников рискуют, что их рабочие задачи будут заменены машинами). Но многое еще предстоит сделать. ОПО, несомненно, имеет хорошие возможности для решения проблем с квалификацией, связанных с цифровизацией экономики. Однако, системы, которые используют в организациях, часто недостаточно гибки, чтобы реагировать на меняющиеся потребности рынка труда: в целом инновации в педагогике и цифровых технологиях, как правило, внедряются спорадически, формируя фрагментарную картину, когда системы ОПО рассматриваются в целом; и существует необходимость в ОПО, чтобы реагировать на растущий спрос на навыки более высокого уровня за счет расширения предоставления услуг на более высоких уровнях [4].

Опираясь на вышеизложенное, отметим, что использование современного программного обеспечения для 3D моделирования, повысит эффективность формирования содержания геометро-графической подготовки обучающихся в вузах. Сегодня, обновление программного обеспечения происходит регулярно, так же на рынке регулярно появляются новые продукты позволяющие сделать содержание геомтро-графической подготовки более эффективной [7].

В рамках исследования были проанализированные последние разработки в данном направлении, приведем их ниже.

1. AutodeskMaya займет первое место в рейтинге большинства художников как лучшее программное обеспечение для 3D-моделирования. Являясь отраслевым стандартом для множества дисциплин компьютерной графики, Maya предлагает художникам непревзойденный набор функций и инструментов. Maya идеально подходит для моделирования, текстурирования, освещения и рендеринга – его обширные возможности включают инструменты для частиц, волос, физики твердого тела, ткани, симуляции жидкости и анимации персонажей. Однако стоит решить, не является ли обширная функциональность Maya слишком большой для ваших нужд, поскольку эта мощь имеет соответствующую цену. Для тех, у кого есть время, навыки и терпение, чтобы освоить его, Maya предлагает одни из лучших 3D-инструментов, доступных прямо сейчас, и является разумной инвестицией. 
2. ZBrush– это автономное приложение для лепки и моделирования, которое наиболее полезно для создания органических форм. Владение программой в полном объеме обеспечит студентов возможностью участвовать в международных проектах или привлекать в свои специалистов из-за рубежа.
3. Autodesk 3dsMax – это программа для компьютерной 3D-графики, предназначенная только для ПК. Он используется в основном в производстве телевизионных и художественных фильмов или для архитектурной визуализации и визуализации продуктов. Как и родственная программа Maya, 3dsMax может похвастаться надежным набором инструментов для 3D-моделирования, а также симуляцией жидкости, волос и меха, а также ригами и анимацией персонажей.

Представленные программы достаточно давно присутствуют на рынке, однако в 2022 году они получили новое обновление, которое позволяет расширить профессиональные компетенции студентов [11].

В ходе проведенного исследования, было отмечено, что программное обеспечение предназначенное для 3D моделирования обновляется регулярно. Студентов необходимо знакомить с «новинками», это обеспечит повышение их коммуникативных возможностей со специалистами из других стран и безусловно повысит их компетенции. Здесь так же необходимо учесть сложность в геополитической обстановке сегодня, которая отражается на доступность зарубежного программного обеспечения. Это обуславливает высокую актуальность разработки подобных программ в России.

Отметим, что использование различных цифровых решений может быть использовано студентами в разных учебных действиях. Как в образовательной, так и в практических работах.

Образовательные процессы с использованием цифровых решений в части получения навыков геомтеро-графических, можно реализовывать уже в рамках среднего общего образования. Так как сегодня, подготовленность учащихся в части ИТ не только возросла, но и делает процесс для школьника более интересным и доступным.

Сегодня, цифровизация выходит на новый уровень. В системе высшего образования используются многие технические средства для реализации геометро-графической работы. Но, необходимо регулярно использовать новое программное обеспечение для работы с ними.

Так же необходимо формировать геометро-графические навыки не только у студентов, но и у преподавательского состава, регулярно повышая их квалификацию. Обеспечить участие преподавателей и студентов в различных международных конференциях, выставках и научных конференциях – имеет высокий приоритет. Однако, из-за сложной геополитической обстановки могут быть затруднения с реализаций и необходимо придумать альтернативные способы. Например, участие не в Европейских конференциях, а в Азиатских.

Опираясь на все вышесказанное, заключим, что в формировании содержания геометро-графической подготовки обучающихся мы обнаружили множество точек роста, которые требуют отдельных, дополнительных исследований.

Конфликт интересов  Не указан.

Conflict of Interest  None declared.