с 01.10.2008 по настоящее время
Россия
К настоящему времени кафедры геометро-графических дисциплин претерпели значительные изменения: ушли наиболее знающие профессионалы, сократились аудиторные часы, из многих направлений обучения изъяли саму геометрию, которая называлась начертательной, пропали факультеты повышения квалификации преподавателей, ранее присутствовавшие во многих ведущих вузах страны. Были еще и местные, внутривузовские перегибы. Таким образом, имеющиеся в наличии процессы так называемой «реформы высшего образования» привели к сокращению профессорско-преподавательского состава, в том числе и кафедр геометрического направления. Такие пертурбации происходят повсеместно по всей стране. Все это приводит к необходимости введения магистратуры по направлению 05.01.01 «Инженерная геометрия и компьютерная графика» – для пополнения штата кафедр профильными профессионалами.
геометрия, прикладная геометрия, начертательная геометрия, инженерная геометрия, магистратура.
Первоначально дисциплина называлась «Прикладная геометрия». В середине 70-х годов по причине несогласованности и недопонимания академик М.В. Келдыш, будучи президентом Академии наук СССР, исключил прикладную геометрию из списка дисциплин, по которым защищались диссертации на соискание ученых степеней кандидата и доктора технических наук. Ходил миф, что, будучи математиком-прикладником, он, проверяя список дисциплин и увидев прикладную геометрию, заявил: «Что это за прикладная геометрия? Я не знаю такой». И вычеркнул ее из списка. Прошло целых 10 лет, прежде чем удалось восстановить дисциплину с шифром 05.01.01, только она стала называться «Прикладная геометрия и инженерная графика». Впоследствии, в 2010-е годы, она снова претерпела изменение в названии и стала называться «Инженерная геометрия и компьютерная графика». Шифр остался прежним.
Прикладная геометрия включала в себя начертательную геометрию как теорию изображений и основу геометрического моделирования, аналитическую геометрию, проективную геометрию, дифференциальную геометрию, параметрическую геометрию, линейную алгебру, инженерную графику, а также машинную графику, которая, в конце концов, превратилась в компьютерную графику.
Что же происходит в настоящее время.
Очевидно, что в России наличествует глубокий кризис образования. Как школьного, так и высшего. Недаром существовала русская пословица о том, что надо бы семь раз отмерить и только один раз отрезать. У нас все наоборот. И даже без анестезии (речь идет, если кто еще не знает, о пресловутых «реформах образования» и пресловутом «Болонском» соглашении). В результате наблюдаем, в принципе, крах высшего образования. Крах общего образования, очевидно, уже произошел: в вузы приходят выпускники школ, которые не могут отличить квадрат от ромба – думают над этой «проблемой» по полчаса и без удержу при этом путаются.
Далее – корпус преподавателей, постепенно уменьшающийся по причине естественной убыли, несуразного сокращения часов на технические дисциплины и держащийся исключительно на пенсионерах, которых из-за их преклонных лет давно погнали бы в Советском Союзе на заслуженный отдых, но, как известно, сейчас на пенсию не прожить. Как обычно, в России назрел вопрос «что делать?».
Выход есть, но применять способ выхода из искусственно созданного кризиса требуется немедленно, пока еще есть время. Лет через десять-пятнадцать, если власть затянет решение этого искусственно созданного вопроса, высшее образование в России закончится. Хорошо, если не навсегда.
Рассмотрим выход из проблемы нехватки преподавателей, скажем, для кафедр начертательной геометрии, черчения, инженерной и компьютерной графики или просто графики. Думается, что для других кафедр решение может быть аналогичным.
Магистр – это промежуточная ступенька между инженером, то бишь, «специалистом» как заставляют теперь обзывать инженера, и кандидатом наук. И если на кафедры в качестве ассистентов принимались обычные инженеры, то для магистра, имеющего ученую степень, – ведь «магистр» – это наполовину кандидат наук, тем более, что магистр должен защищать диссертацию – для магистра, повторяю, прямая дорога на кафедру. И только от подготовки соискателя на ученую степень магистра зависит, будет ли он сразу после защиты своей диссертации готов работать в качестве педагога высшей школы или пойдет на «вольные хлеба».
В списке ВАК, напомним, имеется дисциплина 05.01.01 – Инженерная геометрия и компьютерная графика. Как и всякая другая, инженерная геометрия занимается изучением пространственных форм и отношений. Если более просто – геометрическим моделированием, то есть, геометрией в чистом виде с приложением в практической области.
Геометрия – наука более общая, чем, скажем, «Сопротивление материалов» или «Железобетонные конструкции». Геометрия абстрагирована от какого-либо материала и занимается исключительно пространственными формами.
Известно крылатое выражение философов о первичности содержания и вторичности формы. В технике этот афоризм совершенно неправомочен.
Если возьмем такой летательный аппарат как самолет, то содержанием у него, естественно является двигатель. Поставим этот двигатель на, предположим, телегу. Такой агрегат если и полетит, то, естественно, очень недалеко. Таким образом, в самолете форма – фюзеляж, крылья, хвостовое оперение – имеет такое же функциональное значение, что и двигатель. От формы самолета зависят его грузоподъемность, виражность, высота потолка, скорость, наконец.
Но есть такие механизмы, где геометрия играет первейшую роль. Например, в турбинах. Только от геометрии лопаток турбин зависит их мощность. Поэтому инженеры-технологи при изготовлении турбин отдают все силы для того, чтобы геометрия лопаток была наилучшей: как можно ближе к проектному эталону.
Поэтому поднимать вопрос о том, нужна ли геометрия для инженера, считаю после вышесказанного пустой тратой времени. Когда кто-то говорит, что геометрия, пусть это будет и начертательная, не нужна инженеру, значит, этот кто-то является совершенно необразованным человеком. И никаким не специалистом ни в одной из областей производства или науки.
Кафедры, обучающие студентов начертательной геометрии, назывались по-разному: начертательной геометрии, начертательной геометрии и черчения, начертательной геометрии и инженерной графики, инженерной графики, графики и т.д. Кафедра обслуживала технические специальности, поэтому на кафедры набирали специалистов любых технических и технологических профессий – геометров среди них находилось настолько мало, что, можно сказать, их и вовсе не было. И руководили кафедрами, как в СССР, так и сейчас, совсем не геометры. То есть они были в подавляющем большинстве специалистами по техническим наукам, но не по 05.01.01.
Как результат, они не знали (или не желали знать) действительного значения геометрии, не имели понятия, развивается ли она вообще. Курс начертательной геометрии, который составили В.О. Гордон и М.В. Семенцов-Огиевский, был скалькирован всеми другими разработчиками учебников, поэтому-то изучение начертательной геометрии и застряло на одном месте, не развиваясь. Более того – курс «худел», вместе с ним «худел» и учебник В.О. Гордона, превратившийся, в конце концов, в учебное пособие.
Конечно же, основываясь на учебнике В.О. Гордона, преподаватели начертательной геометрии (причем речь идет только о преподавателях непрофильного направления, а не о специалистах высшей квалификации по дисциплине 05.01.01) видели явное противоречие теории и практики.
В результате всех произошедших катаклизмов, России сейчас катастрофически не хватает профессионалов в области 05.01.01 – Инженерная геометрия и компьютерная графика. На кафедрах, обучающих студентов начертательной геометрии, инженерной графике, работают в подавляющем большинстве специалисты совершенно других направлений. Они, быть может, хороши для работы на кафедрах, занимающихся теорией упругости, геологией, организацией строительного производства, механикой вообще или механикой грунтов, но в области геометрии их знания, как показывает практика, не превышают уровень среднего учебника для студентов [23]. То есть, хорошо, если их знание геометрии находится в пределах институтского курса, но на самом деле – гораздо ниже изложенного в [9-12; 27; 28]. Еще более печальным является факт, что многие, если не большинство, кафедр геометрического профиля возглавляют также специалисты по другим направлениям защищенных диссертаций [23]. Это утверждал и проф. В.А. Пеклич, об этом говорил председатель Научно-методического совета (НМС) по начертательной геометрии и инженерной графики Центрального региона России Г.Ф. [6], об этом же писал проф. Г.С. Иванов [11].
Не зная или зная только понаслышке о возможностях геометрии, о возможностях ее использования в жизнедеятельности человека, специалисты других направлений считают геометрию чем-то косным, застывшим, наподобие бетона, не развивающимся, а потому и не нужным для процесса обучения. Этот дилетантский взгляд печально сказывается на самом процессе обучения в принципе. Известно, что многие вузы Запада, прежде отказавшиеся от начертательной геометрии, сейчас начинают вводить ее в учебный процесс и даже применяют для этого учебники, выпущенные в России [36].
Еще в начале 19-го века наш великий классик И.А. Крылов сказал: «Беда, коль пироги начнет печи сапожник, А сапоги тачать пирожник: И дело не пойдет на лад, Да и примечено стократ, Что кто за ремесло чужое браться любит, Тот завсегда других упрямей и вздорней; Он лучше дело все погубит И рад скорей Посмешищем стать света, Чем у честных и знающих людей Спросить иль выслушать разумного совета».
Сказано это было 205 лет назад, в
Вопрос о геометрии не стоял так остро в прежние времена, до тех пор, пока мы имели подпитку в виде молодых специалистов, окончивших вуз и имеющих за плечами дисциплины «Начертательная геометрия», «Черчение» и «Инженерная графика» с полным набором аудиторных занятий. Молодых специалистов принимали на кафедры ассистентами, и они учились у своих старших товарищей, а также периодически, раз в пять лет, проходили четырехмесячные факультеты повышения квалификации (ФПК). На ФПК их учили уже настоящие профессионалы своего дела. Сейчас, когда по приказу сверху из многих направлений обучения были изъяты дисциплины «Начертательная геометрия» и «Черчение» (например, для направления «Строительство»: студенты факультета ПГС изучают инженерную графику), и вместо этих дисциплин, ранее изучавшихся на ПГС четыре (!) семестра, сейчас ввели дисциплину «Инженерная графика» с обучением в течение всего-то одного (!) года. Хотя у архитекторов и даже дизайнеров курс начертательной геометрии остался. Начертательная геометрия есть даже у художников [30; 34]!
С нашей точки зрения, если учитывать, что начертательная геометрия является базой для аналитической геометрии [25], основой для компьютерной графики [25], находится в основании геометрического моделирования [19; 23], вообще является теорией изображений [30] и поэтому используется художниками [21; 34], то можно считать курс начертательной геометрии основополагающим [23] при обучении студентов технических специальностей.
А потому совершенно необходимо приступить к подготовке кадров, которые будут обучать студентов геометрии. Тем более что страна испытывает резкий голод в инженерных профессиях, если верить Президенту РФ. А без геометрического образования настоящих профессионалов-инженеров получить невозможно [1-4; 13-18; 22; 32; 37; 38]. Учитывая тот интересный факт, что начертательная геометрия до революции
По нашему мнению, необходимо на базе ведущих вузов страны создать магистратуру по специальности 05.01.01 с тем, чтобы ее выпускники по окончании могли заполнить пробел на кафедрах геометрических и графических направлений втузов.
Хочу повторить: это шаг необходим, прежде всего, потому, что в вузах почти прекращено обучение студентов геометрическим дисциплинам, а поэтому на кафедрах геометро-графического цикла совершенно отсутствует прилив новых сил. Молодые кадры еще можно обучать, а вот специалистов других направлений, защитившихся по другим техническим специальностям, переучить просто не представляется возможным из-за уже имеющегося у них багажа терминологии, знаний и умений, связанных исключительно с прежним направлением их деятельности, что несколько ограничивает кругозор, относящийся к геометрии.
Мои рассуждения на этот счет вовсе не беспочвенны. И опираются на собственный опыт. В свое время я попал в весьма двусмысленную ситуацию. Проработав шесть лет на кафедре графики, многому научившись на ФПК Киевского политехнического института в течение четырех месяцев (целый семестр!), уже имея определенный опыт преподавания и наличие пяти научных статей по геометрии, я все еще занимал должность простого преподавателя, то есть, ассистента. И вот тут-то и столкнулся с необъяснимым для меня явлением. На кафедру был принят на должность доцента человек, только что защитивший кандидатскую диссертацию. При этом был он кандидатом в горном деле, а институт назывался горнорудным. Понятно, что горняк совершенно не разбирался в геометрии, которую по своей должности был обязан втолковывать студентам. Как и полагалось в то время и в том институте, на первом же практическом занятии я поделил группу на две подгруппы и предложил доценту со своей подгруппой перейти в другой кабинет, чтобы мы не мешали друг другу. Или я бы перешел со своей подгруппой. Доцент переменился в лице, подошел ко мне и тихонечко, чтобы не услышали студенты, сказал, что, дескать, он договорился с заведующим кафедрой о том, что вести в группе занятия буду я, а он будет просто присутствовать и учиться у меня. Доцент в виде статиста – это было мне в новинку. Тем более, что меня-то нигде и никто таким образом не учил. Да и разговора никакого с заведующим кафедрой у меня не было. До сих пор не могу понять, почему это ассистент должен был обучать человека, якобы специалиста высшей квалификации, получающего минимум в два раза бòльшую зарплату, а не напротив – учиться у него. Доцент – должность, которая должна быть дана не за просто так, а за определенные достижения в области педагогики высшей школы. Доцент должен иметь ряд методических разработок, учебные пособия, разработать рабочую программу дисциплины, иметь опыт преподавания по той дисциплине, на которую поставлен как наставник студентов, иметь конспект лекций, наконец!
Именно по причине, что начертательная геометрия есть теория изображений, без которой нет изображения вообще, что она связана со многими другими дисциплинами [31], а также из-за катастрофической нехватки научных и педагогических кадров, становится очевидным, что магистратура по инженерной геометрии – это выход из создавшегося положения с недокомплектом кафедр геометрических направлений необходимыми профессионалами.
Дисциплинами, которые должны изучать магистранты кафедры «Инженерная геометрия и компьютерная графика», могут быть следующие [30].
1. Углубленное изучение базового курса начертательной геометрии [10; 27; 33], который могут изучать все специальности технического профиля (и не только).
2. Основной курс начертательной геометрии [28], предназначенный для строительных специальностей, архитекторов и дизайнеров.
3. Аналитическая геометрия на базе начертательной [27].
4. Элементы дифференциальной геометрии [5].
5. Элементы многомерной начертательной геометрии [11].
6. Параметрическая геометрия [8; 9; 24; 31].
7. Проективная геометрия [12].
8. Основы геометрии Лобачевского.
9. Основы геометрии Римана.
10. Основы многомерной геометрии [12].
11. Элементы линейчатой геометрии [12].
12. Инженерная графика.
13. Технический рисунок.
14. Геометрическое моделирование [31].
15. Библиография. Работа с литературой.
16. Разработка и написание научных статей.
17. Основы технического дизайна.
18. Педагогика высшей школы
19. Психология высшей школы.
20. Основы научных исследований.
21. Языки программирования высоких уровней.
22. Компьютерная графика: AutoCAD, КОМПАС и др.
23. Основы технического дизайна.
Большинство из перечисленных дисциплин прямо относится к инженерной, в том числе начертательной, геометрии, так или иначе присутствует в других технических дисциплинах и таким образом задействовано в процессе геометрического образования специалистов технического профиля. Неизбежность присутствия геометрии в том или ином виде в каждой из технических дисциплин приводит к однозначному выводу: геометрия (в том числе и начертательная как теория изображений и как основа аналитической геометрии и компьютерной графики) является основой технического образования.
Именно поэтому необходимо создавать профессорско-преподавательский штат специалистов высшей квалификации в области инженерной геометрии для того, чтобы геометрия не ушла из системы высшего образования и выпускники втузов продолжали бы традиции великих инженеров России.
1. Волкова М.Ю. Графическая грамотность инженера как способ получения фундаментальных профессиональных знаний [Текст] / М.Ю. Волкова, Е.В. Егорычева // Геометрия и графика. - 2013. - Т. 2. - № 1 - С. 53-57. - DOI:https://doi.org/10.12737/3849.
2. Волошинов Д.В. Конструктивное геометрическое моделирование как перспектива преподавания графических дисциплин [Текст] / Д.В. Волошинов, К.Н. Соломонов // Геометрия и графика. - 2013. - Т. 1. - № 2 - С. 10-13. - DOI:https://doi.org/10.12737/778.
3. Волошинов Д.В. О перспективах развития геометрии и ее инструментария // Геометрия и графика, - 2014. - Т. 2. - №1. - С. 15-21. DOI:https://doi.org/10.12737/3844.
4. Вольхин К.А. Проблемы графической подготовки студентов технического университета [Текст] / К.А. Вольхин, Т.А. Астахова // Геометрия и графика. - 2014. - Т. 2. - № 3. - С. 24-28. - DOI:https://doi.org/10.12737/6522.
5. Выгодский М.Я. Дифференциальная геометрия. [Текст] / М.Я. Выгодский. - М.-Л.: Гостехиздат, 1949. - 512 с.
6. Вышнепольский В.И. Цели и методы обучения графическим дисциплинам [Текст] / В.И. Вышнепольский, Н.А. Сальков // Геометрия и графика. - 2013. - Т. 1. - № 2. - С. 8-9. - DOI:https://doi.org/10.12737/777.
7. Гордон В.О. Курс начертательной геометрии [Текст] / В.О. Гордон, М.А. Семенцов-Огиевский. - М.: Физматгиз, 1977. - 368 с.
8. Джапаридзе И.С. О роли параметрического исчисления в исследованиях по прикладной геометрии // Аналитические и графические методы рационального конструирования поверхности рабочих органов почвообрабатывающих машин. Киев, 1974. - С. 41-46.
9. Иванов Г.С. Конструирование технических поверхностей [Текст] (математическое моделирование на основе нелинейных преобразований) / Г.С. Иванов. - М.: Машиностроение, 1987. - 192 с.
10. Иванов Г.С. Начертательная геометрия: учебник [Текст] / Г.С. Иванов. - М. ФБГОУ ВПО МГУЛ, 2012. - 340 с.
11. Иванов Г.С. Перспективы начертательной геометрии как учебной дисциплины [Текст] / Г.С. Иванов // Геометрия и графика. - М. - 2013. - T.1. - № 1 - С. 26-27.
12. Иванов Г.С. Теоретические основы начертательной геометрии. - М.: Машиностроение, 1998. - 158 с.
13. Ищенко А.А. К вопросу о необходимости преподавания начертательной геометрии и графики для химиков и химиков-технологов [Текст] / А.А. Ищенко // Геометрия и графика. - 2013. - Т. 1 - № 2 - С. 6-7. - DOI:https://doi.org/10.12737/776.
14. Монж Г. Начертательная геометрия [Текст] / Г. Монж. - Л.: Изд-во Академии Наук СССР, 1947. - 292 с.
15. Пьянкова Ж.А. Формирование готовности студентов оперировать пространственными объектами в процессе изучения геометро-графических дисциплин [Текст]: автореф. дис. … канд. пед. наук / Ж.А. Пьянкова. - Екатеринбург, 2015. - 31 с.
16. Рынин Н.А. Значение начертательной геометрии и сравнительная оценка главнейших ее методов [Текст] / Н.А. Рынин. - Петроград: Издательство Ю.Н. Эрлих, 1907. - 96 с.
17. Сальков Н.А. Американизация геометрического образования в России и начертательная геометрия [Текст] / Н.А. Сальков // Геометрия и графика, - 2015. - Т. 3. - № 3. - С. DOI:https://doi.org/10.12737/3844.
18. Сальков Н.А. Анализ ФГОСов нового поколения [Текст] / Н.А. Сальков // Геометрия и графика. - 2013. - Т. 1 - № 1 - С. 28-31. DOI:https://doi.org/10.12737/2082.
19. Сальков Н.А. Геометрическое моделирование и начертательная геометрия [Текст] / Н.А. Сальков // Геометрия и графика. - 2016. - Т. 4. - № 4. - С. 31-40. - DOI:https://doi.org/10.12737/22841.
20. Сальков Н.А. Графо-аналитическое решение некоторых частных задач квадратичного программирования [Текст] / Н. А. Сальков // Геометрия и графика. - 2014. - Т. 2. - №. 1. - C. 3-8. - DOI:https://doi.org/10.12737/3842
21. Сальков Н.А. Искусство и начертательная геометрия [Текст] / Н.А. Сальков // Геометрия и графика. - 2013. - Т. 1. - № 3-4. - С. 3-7. DOI:https://doi.org/10.12737/2123.
22. Сальков Н.А. Курс начертательной геометрии Гаспара Монжа [Текст] / Н. А. Сальков // Геометрия и графика. - 2013. - Т. 1. - №. 3/4. - C. 52-56. - DOI:https://doi.org/10.12737/2135
23. Сальков Н.А. Место начертательной геометрии в системе геометрического образования технических вузов [Текст] / Н.А. Сальков // Геометрия и графика. - 2016. - Т. 4. - № 3. - С. 53-61. - DOI:https://doi.org/10.12737/21534.
24. Сальков Н.А. Моделирование автомобильных дорог [Электронный ресурс] / Н. А. Сальков. - М.: ИНФРА-М, 2012. - 120 с.
25. Сальков Н.А. Начертательная геометрия - база для геометрии аналитической [Текст] / Н.А. Сальков // Геометрия и графика. - 2016. - Т. 4. - № 1. - С. 44-54. - DOI:https://doi.org/10.12737/18057.
26. Сальков Н.А. Начертательная геометрия - база для компьютерной графики [Текст] / Н.А. Сальков // Геометрия и графика. - 2016. - Т. 4. - № 2. - С. 37-47. - DOI:https://doi.org/10.12737/19832.
27. Сальков Н.А. Начертательная геометрия. Базовый курс: учебное пособие [Текст] / Н.А. Сальков. - М.: ИНФРА-М, 2013. - 184 с.
28. Сальков Н.А. Начертательная геометрия. Основной курс: учебное пособие [Текст] / Н.А. Сальков. - М.: ИНФРА-М, 2014. - 235 с.
29. Сальков Н. А. Начертательная геометрия до 1917 года [Текст] / Н. А. Сальков // Геометрия и графика. - 2013. - Т. 1. - №. 2. - C. 18-20. - DOI:https://doi.org/10.12737/780.
30. Сальков Н.А. Начертательная геометрия - теория изображений [Текст] / Н.А. Сальков // Геометрия и графика. - 2016. - Т. 4. - № 4. - С. 41-47. - DOI:https://doi.org/10.12737/22842.
31. Сальков Н.А. Параметрическая геометрия в геометрическом моделировании [Текст] / Н. А. Сальков // Геометрия и графика. - 2014. - Т. 2. - №. 3. - C. 7-13. - DOI:https://doi.org/10.12737/6519.
32. Сальков Н.А. Проблемы современного геометрического образования [Текст] / Н.А. Сальков // Проблемы качества графической подготовки студентов в техническом вузе: традиции и инновации. - 2014. - Т.1. - С.38-46.
33. Сальков Н.А. Сборник задач по курсу начертательной геометрии: учебное пособие [Текст] / Н.А. Сальков. - М.: ИНФРА-М, 2013. - 127 с.
34. Сальков Н.А. Искусство и начертательная геометрия [Текст] / Н.А. Сальков // Геометрия и графика. - 2013. - Т. 1. - № 3-4. - С. 3-7. DOI:https://doi.org/10.12737/2123.
35. Сальков Н.А. Циклида Дюпена и ее приложение: монография [Текст] / Н.А. Сальков. - М.:НИЦ ИНФРА-М, 2016. - 145 с. - ISBN 978-5-16-011910-6.
36. Солодухин Е.А. Слово в защиту начертательной геометрии [Электронный ресурс] // II Международная Интернет-конференция «Проблемы качества графической подготовки», февраль-март 2011. - URL: http://dgng.pstu.ru/conf2011/papers/79/
37. Столбова И.Д. Актуальные проблемы графической подготовки студентов в технических вузах [Текст] / И.Д. Столбова // Геометрия и графика. - 2014. - Т. 2. - № 1 - С. 30-41. - DOI:https://doi.org/10.12737/3846.
38. Тихонов-Бугров Д.Е. О некоторых проблемах графической подготовки в технических вузах (взгляд из Санкт-Петербурга) [Текст] / Д.Е. Тихонов-Бугров // Геометрия и графика. - 2013. - Т. 2. - № 1 - С. 46-53. - DOI:https://doi.org/10.12373/3848.
39. Шаль М. Исторический обзор происхождения и развития геометрических методов [Текст] / М. Шаль. - М., 1883.
