Педагогические науки / 2. Проблемы подготовки специалистов

Антонюк О.П.

Східноєвропейський національний університет ім. Лесі Українки, Україна

Рівень графічної культури студентів та можливості його підвищення

Графічні засоби передачі інформації завойовують різні сфери науки і практики. Жодний словесний опис не замінить ілюстрацію просторової фігури. Причому побудова зображення іноді відбувається досить швидко. Ми часто зустрічаємося в повсякденній діяльності з різноманітними діаграмами, іншими візуальними образами, з яких отримуємо необхідну інформацію. Для оперування просторовими об’єктами бажано мати зображення, близьке до зорового сприйняття. Але іноді на виробництві люди оперують реальними предметами і процесами з допомогою умовних графічних символів. Тому графічна культура, вміння читати графічні зображення є не тільки одним з показників її освіти і рівня мислення, але й необхідною компетентністю професійної діяльності. Причому все частіше це включає в себе також вміння працювати з відповідними комп’ютерними програмами.

Роль і поширення графічної інформації зростає, а розуміння необхідності здійснювати зображення просторових фігур та технічні креслення, зокрема, падає. Сучасний випускник школи знає алгоритми побудов, але часто без пояснень, має мало практичних навичок побудов. А графічна культура мала б надавати можливість людині, яка оперує зображеннями чи позначеннями, досліджує їх, розв’язувати ряд професійних задач, втілювати власні ідеї в реальність.

Розвиток просторового мислення впливає на пізнавальні здібності учня, його активність, творчість, вміння конструювати, дає засіб пізнання навколишнього світу, техніки. Вміння оперувати образами, просторова уява, логічність міркувань – все це взаємопов’язані характеристики інтелекту. Просторове мислення людини, графічна культура характеризують здатність утворювати образи, оперувати ними, причому йдеться про образи, які описують просторові характеристики об’єктів. Розвиток у дитини цих здібностей має відбуватись впродовж всього часу навчання, а особливі можливості має курс креслення. Тому несправедливою і нелогічною є ситуація, коли велика частина випускників школи не вивчає цей предмет. Можна будувати програму з креслення, роблячи акцент не на технічних аспектах, необхідних майбутнім спеціалістам технічного профілю, а на теоретичних і практичних аспектах методів зображень, розвитку графічної культури, образного мислення. Пояснення ідей методів проектування, вимог до зображень, побудови перерізів, розв’язування прикладних задач, вправ на зображення рельєфу місцевості, комп’ютерне моделювання матимуть більший вплив на просторове мислення, ніж деталізоване вивчення вимог до технічних креслень та документів. Звичайно, основи нарисної геометрії треба подавати в школі в адаптованому вигляді, але це означатиме інше наповнення самого предмету креслення. Значно спростить і пожвавить вивчення курсу представлення певних тем з допомогою технічних засобів навчання, приклади роботи зі зображеннями з допомогою комп’ютера. Адже не забуваймо про те, що освіта не може бути ізольованою від суспільства і візуальність треба зробити ефективним засобом навчання.

Вивчення базових понять комп’ютерної графіки необхідне практично для будь-якого спеціаліста. Існує навіть термін „інформаційно-графічна культура”, що включає в себе знання і уміння у галузі інфомаційно-візуальних технологій. І критерієм розвитку цього виду культури у людини є готовність до діяльності, творчості з допомогою засобів комп’ютерної графіки.

При викладанні креслення у школі основними завданнями є: 1) формування уявлень про читання і виконання графічних документів; 2) розвиток просторового мислення; 3) здійснення міжпредметних зв’язків з геометрією, фізикою, географією. Вивчення цього предмету позитивно впливає на : 1) вміння аналізувати форму, конструкцію предметів; 2) розвиток спостережливості, уваги, образної пам’яті; 3) вироблення аналітичного мислення; 4) вміння втілювати ідеї в конкретну форму і т. д. Для розвитку просторової уяви у методиці викладання креслення розроблено вправи різних видів: на зміну просторового розміщення предмету; на зміну взаємного розміщення частин предмету; видалення частин. Адже необхідно, щоб діти вільно оперували просторовими образами, тому важливо застосовувати методи моделювання і конструювання. Учнів знайомлять з історією розвитку креслень, правилами їх оформлень, позначень, повідомляють базові теоретичні відомості, вчать читати і виконувати креслення, їх перерізи і перетини. Зокрема, вивчають прямокутні і аксонометричні проекції.

Часто цей матеріал сприймається як продовження курсу образотворчого мистецтва, а особливо тоді, коли мало уваги приділяють теоретичній складовій предмету. Загалом креслення має чималий вплив на технічні здібності, графічну культуру та просторове мислення.

Одним із завдань шкільного курсу стереометрії є навчання учнів будувати зображення просторових тіл, їх комбінацій за правилами паралельного проектування. Найчастіше на уроках ображення виконують з навчальною (при вивченні нових понять) та ілюстративною метою (при розв’язуванні вправ). Адже ефективність формування ряду понять (які можна подати з допомогою рисунка) залежить і від першого знайомства, від сприйнятого зорового образу (моделі чи зображення). Важливо проаналізувати при цьому особливості нового поняття, його суттєві ознаки, альтернативні варіанти зображення. Ця різноваріантність вплине на глибше розуміння теми і формування вміння підмічати закономірності на основі креслень. Цікаво ставити завдання, в яких факти, виражені словами, мають чітку графічну інтерпретацію або де рисунок може послужити запереченням висловленого припущення (про взаємне розміщення фігур). Це розвиватиме вміння обґрунтовувати, доводити, використовуючи просторові уявлення. Особливо корисно є проілюструвати задані в умові співвідношення рисунком при розв’язуванні складних задач, при виведенні ряду теоретичних тверджень. Графічна діяльність синтезує отримані теоретичні відомості із навичками побудов, читань креслень; демонструє прикладні можливості геометрії. Важливим моментом є використання під час вивчення стереометрії знань, здобутих на уроках креслення.

Можна застосовувати прийом побудови на дошці учнями кількох рисунків до однієї і тієї ж умови з наступним аналізом (усім класом) помилок і вибором найкращого зображення. Дуже бажано є використання проектора, з допомогою якого можна демонструвати виконання складних зображень, поетапність побудов. Чималу зацікавленість викликають нетипові завдання, наприклад, на побудову тіней на проекційному малюнку (адже такі зображення більш наочні, виразні, об’ємні). Ці задачі не потребують значного розширення вивченої теорії побудов. У багатьох методичних посібниках пропонується малювати тіла обертання, комбінації тіл з допомогою люмографа чи, принаймні, шаблона еліпса. Але іноді треба будувати зображення і без них (це актуально для тих учнів, чия професійна діяльність потребуватиме побудов зображень від руки). Намальовані таким чином еліпси будуть з погрішностями, але не слід забувати, що в школі вимагається перш за все правильність (з точки зору виконання основних співвідношень умови задачі) і наочність рисунка, на противагу значно строгішим вимогам нарисної геометрії. У класах з поглибленим вивченням, де передбачена більша кількість годин для вивчення зображень, можливо розглянути центральне і паралельне проектування, методи слідів і проекцій, ортогональне проектування, подати теорему Польке-Шварца, проаналізувати питання повноти і метричної визначеності зображення, зосередитись на побудовах комбінацій стереометричних фігур.

Наукові засади зображень просторових фігур в курсі середньої школи розроблені професором М.Ф. Четверухіним. Ряд методичних рекомендацій щодо виконання зображень комбінацій просторових фігур подано у [2]. Про основи формування і розвитку вмінь зображати стереометричні фігури в педагогіці і психології писали: Л.С. Виготський, П.Я. Гальперін, Г.С. Костюк, Дж. Брунер, І.С. Якиманська, Я.Й. Груденов та інші. Вони обґрунтовували способи формування понять, вплив на розумову діяльність, формування графічної культури. Графічну підготовку учнів в Україні досліджували С.В. Білевич, А.П. Верхола, І.С. Голіяд, О.М. Джеджула, М.М. Козяр, В.Я. Науменко та інші.

Мала теоретична база і, відповідно, відсутність повного обґрунтування побудов у школі зумовлюють необхідність вивчення методів зображень у вузі. Студенти технічних вузів вивчають ґрунтовний курс нарисної геометрії; студенти-інформатики вивчають ряд графічних комп’ютерних програм. Студенти-математики поглиблюють знання з основ зображень поступово впродовж вивчення курсів аналітичної, диференціальної, проективної, конструктивної геометрій, методів зображень. Всі ці курси по-своєму впливають на підвищення рівня графічної культури студентів.

В аналітичній геометрії вивчається ряд кривих, поверхонь, досліджуються питання конічних перерізів, різних систем координат. Всі ці теми потребують ілюстрацій та побудов зображень. При встановленні типу поверхні за канонічних рівнянням часто застосовують прийом перерізів площинами, паралельними до координатних. Варто наголосити, що це перекликається з вивченою у школі на уроках креслення ідеєю ортогональних проекцій. Диференціальна геометрія вчить будувати зображення ряду просторових кривих, поверхонь, виводити їх рівняння, встановлює ряд властивостей. При вивченні курсу конструктивної геометрії є можливість розвинути в учнів креслярські навички, потребу строгих обґрунтувань та дослідження співвідношення між окремими елементами зображуваної фігури. Ці навички дозволяють по-іншому читати умову задачі, шукаючи можливості побудувати фігуру, бачити умови, що її визначають, при яких співвідношеннях заданих елементів вона існує. Тут є можливість розглянути і побудови в просторі, покращити навички побудов, розширити клас задач, зокрема, вправами на перерізи тіл обертання площиною. Вивчення проективної геометрії дає для багатьох задач прості і красиві способи розв’язання. Історично цей розділ виріс з ідей перспективних зображень, взятих з живопису і архітектури. Проективна геометрія вивчає простори, які є розширеннями евклідових і використовуються в інших галузях. Найбільше можливостей для застосування при зображеннях просторових фігур з цього розділу має теорема Дезарга. Вона обґрунтовує спосіб побудови перерізу піраміди, може бути використана при розв’язуванні багатьох конструктивних задач на доведення. Проективна геометрія вивчає властивості геометричних фігур, які не змінюються при будь-якому центральному проектуванні, тому створює теоретичну базу для побудов зображень.

Спецкурс „Методи зображення просторових фігур” у нашому вузі викладається студентам спеціальності „математика” на п’ятому курсі навчання. Навчальною програмою на нього виділено 60 аудиторних годин, більшість з яких – лекції. Це зумовлено великим спектром досліджуваних питань: властивості центрального і паралельного проектування, метод двох зображень та його різновиди (аксонометрія, метод Монжа, лінійна перспектива), а також питання зображення фігур методом основної площини. Впродовж вивчення курсу студенти розв’язують чимало завдань на побудови зображень. Цей курс, безумовно, носить узагальнюючий характер, адже, використовуючи попередні знання, значно їх поглиблює, уточнює специфіку різних методів зображень, обґрунтовує певні прийоми, пояснює вивчені раніше алгоритми зображень деяких фігур.

Велике значення для підвищення рівня засвоєння предмету мають розробки методичного забезпечення та підбір завдань для індивідуального виконання. Необхідно надати студенту можливість при розв’язуванні практичних завдань користуватись навчальною літературою. Це підвищить рівень самостійності та закріпить навички побудов. Одним із нових навчальних посібників, що допоможуть у цьому, є підручник [1]. Цікаві, різнопланові завдання вплинуть на активізацію навчання, підвищення вмотивованості. При цьому практичні вправи повинні відповідати вимозі поступовості переходу від простих до складних, систематично і повно використовувати вивчений теоретичний матеріал, демонструвати його практичні застосування.

Існують комп’ютерні програми, що дозволяють сканувати паперові зображення і переводити у векторний формат з метою подальшої роботи, редагування. Використання різних графічних комп’ютерних програм може підвищити якість зображень, додати прикладного спрямування курсу, допомогти деяким студентам в подальшій професійній діяльності. Все це можливе за умови наявності навчального часу та відповідного рівня комп’ютерного забезпечення.

Не є новиною, що графічна культура випускників шкіл дуже низька, і не раз озвучувалась думка, що треба сформувати систему термінів, понять, вимог, узгодити програми, щоб отримані в школі знання знаходили продовження, узагальнювались у вузі. Формування графічної культури буде результативним, якщо здійснюватиметься впродовж вивчення різних курсів (не тільки графічних дисциплін). Причому графічна культура конкретного спеціаліста потребує постійного доповнення і вдосконалення впродовж всього періоду професійної діяльності.

Література

1. Боровик В.Н., Яковець В.П. Курс вищої геометрії: Навч. посібник. [Текст] –Суми: ВТД „Університетська книга”, 2004. – 464 с.

2. Грохольська А. Підготовка учнів до розв’язування задач на комбінацію многогранників з кулею // Математика в школі. – 2002. – №6. – С.17-20.