Програма супроводу дисципліни «Нарисна геометрія» для використання в системі дистанційного навчання

Сучасні темпи розвитку суспільства, науки та техніки вимагають вдосконалення існуючих або впровадження нових методів та способів викладання фундаментальних дисциплін у технічному ВНЗі, з метою підвищення рівня професійної підготовки існуючих і майбутніх спеціалістів. Одним із способів вирішення даної проблеми є використання комп’ютерних технологій в процесі викладання дисциплін, зокрема різноманітних прикладних програм та технічних засобів.

Аналізуючи сучасні розробки, дослідження та публікації в царині впровадження інноваційних технологій у навчальний процес, можна прийти до висновку, що пріоритетними напрямами є застосування мультимедійних та дистанційних форм навчання. При викладанні дисципліни „Нарисна геометрія та інженерна графіка” впровадження вищенаведених технологій відбувається досить повільно, через відсутність спеціальних прикладних програм та брак коштів на технічне забезпечення. Загальновідомі CAD програми Компас, AutoCAD та ін., що використовуються з даною метою є досить дорогими і вимагають певного рівня підготовки студентів. Слід відзначити, що існують прикладні програмні продукти, які використовуються в межах окремих ВНЗів (Вінницький національний технічний університет – система GEOM, МДУ ім. адмірала Г.І.Невельского (Росія) – система Вектор) і не пропонуються для широкого застосування.

При викладанні дисципліни «Нарисна геометрія та інженерна графіка» серед студентів існує проблема переходу від представлення просторових об’єктів у просторі до їх зображення на площині, а в системі дистанційного навчання дана проблема посилюється. Тому для супроводу дисципліни „Нарисна геометрія” в системі дистанційного навчання необхідна компактна, прикладна програма з доступним простим інтерфейсом та можливістю 3D візуалізації.

Мета викладання дисципліни „Нарисна геометрія та інженерна графіка”: навчити геометричному моделюванню об’єктів та процесів, виконанню і читанню креслеників технічного призначення. На сьогоднішній день, все більшого поширення при розробці креслеників будь-якої складності, набувають продукти комп’ютерної графіки, завдяки звільненню спеціалістів від рутинної одноманітної роботи, високій якості зображень, можливості швидкого редагування та створення реалістичних просторових моделей. Використання в процесі викладання можливостей комп’ютерної графіки та мультимедійних пристроїв дозволяє залучити емоційну сферу студента, суттєво покращити якість засвоєння знань, перетворити процес пізнання із сумного та монотонного на цікавий та захоплюючий, полегшує засвоєння інформації та її викликання із довготривалої пам’яті за рахунок використання асоціативних зв’язків.

Для полегшення сприйняття студентами нарисної геометрії (перехід від плоского епюру Монжа до просторової моделі і навпаки) на кафедрі інженерної та комп’ютерної графіки Луцького державного технічного університету було створено програмний продукт ProGeTeach. Головна особливість програми — здійснення усіх побудов нарисної геометрії за допомогою традиційних інструментів: циркуля та лінійки, лише в автоматизованому режимі, що є досить зручним і не вимагає досягнення певного рівня підготовки та вивчення команд для успішної роботи з програмою. Основні можливості програми наступні:

• побудова точок та ліній;
• функція автоматичного надання новим точкам імен, тобто користувачу не потрібно весь час піклуватись стосовного того як назвати наступну точку;
• автоматичне доповнення та зміна рисунку. За наявнсоті двох будь-яких проекцій об’єкта (точки чи лінії), третя проекція будується автоматично. Також при редагуванні однієї з проекцій об’єкта відбувається автоматична відповідна зміна двох інших проекцій.

Рисунок 2 — Автоматичне доповнення зображення на епюрі


• можливість використання різних типів та кольорів ліній;
• функція ручного редагування – користувач може в ручному режимі змінювати імена точок, типи ліній, зв’язки між точками тощо;

Програма ProGeTeach відрізняється від програм свого класу наявністю функції 3d візуалізації, тобто зі звичайного епюра Монжа програма створює повноцінну 3d модель. Ця функція в поєднанні з мультимедійною дошкою або мультимедійним проектором дуже корисна для студентів, яким важко уявляти в просторі об’єкти, що зображені на епюрі.

В процесі розробки ProGeTeach, були створені функції, які полегшують процес користування програмою (наприклад, зміна масштабу коліщатком миші при натиснутій клавіші Ctrl). Також було розроблено довідкову систему, яка надає вичерпну інформацію про функції та можливості продукту.

Програмний продукт ProGeTeach створено за допомогою мови програмування Delphi 5 для роботи під керуванням операційної системи Windows. Наступні версії заплановано створити мультиплатформенними для ОС UNIX. Дана версія програми захищена авторськими правами (рис.4) і поширюється за межі ЛДТУ згідно договору за помірну плату.

Важливим моментом застосування ProGeTeach є перспективні можливості впровадження її у дистанційну освіту, завдяки малому розміру файлів (у порівнянні з іншими CAD програмами див. табл. 1); власний формат файлів (.pgt), який дозволяє ідентифікувати “своїх” студентів.

Для порівняння розмірів файлів, у різних СAD програмах було створено зображення кола радіусом 10 мм, що перетинається відрізком АВ довжиною 20 мм, використовуючи для напису назв точок один і той самий шрифт. Результати порівняння наведено в таблиці 1.

Таблиця 1 — Порівняння розмірів файлів

	ProGeTeach	Вектор	Компас 3D V9	AutoCAD 2007
Розмір файлу	128 байт	350 байт	24 Кб	39 кБ

В комплекті з програмою ProGeTeach поставляються мінімальні вимоги до комп’ютера та відеоінструкція, що містить інформацію про налаштування програми та роботу в ній. Завдяки цьому студент дистанційної (заочної) форми навчання, що працює з даною програмою має ті ж можливості для практичної діяльності, що і його колега, який навчається за традиційною, очною формою.

Перехід від плоских, статичних ілюстрацій до тривимірних моделей геометричних об’єктів та у зворотньому напрямі, безумовно є перспективним шляхом підвищення якості дистанційного навчання. Використання прикладного програмного продукту в системі дистанційного навчання, за умов належної підготовки навчально-методичного забезпечення та організації процесу його використання може помітно підвищити ефективність навчального процесу, розвинути і закріпити навички та вміння студентів.

1. В. Є. Михайленко. Інженерна та комп’ютерна графіка. К.: Вища школа,. – 2001.
2. Иванова О.Г., Орлов В.В., Радченко И.М., Сабурова А.В. Подготовка мультимедийных материалов: Учебно-методическое пособие. Ч.4. Тамбов: Изд-во ТГТУ, 2002. - 66 с.
3. Казанцев А. В. Основы компьютерной графики: В 2ч. Ч 1. Математический апарат компьютерной графики. – Казань, 2001. – 62 с.
4. Бобровский С. Delphi5:Учебный курс. - СПб.: Питер 2001.- 640с.
5. Кутив В.А., Машкин М.Н. Дистанционное обучение у вузе. // Тезисы докладов V Международной конференции «Математика. Компьютеры. Образование». – Москва, 1997.
6. Козлакова Г.О. Інформаційно-програмне забезпечення дистанційної освіти: зарубіжний і вітчизняний досвід. – К.: ВЦ “Просвіта”, 2002. – 230 с.
7. www.delphiworld.narod.ru.
8. www.delphi4all.narod.ru.