Исследование «американской» и «европейской» систем проецирования
УДК 372.8
ИССЛЕДОВАНИЕ «АМЕРИКАНСКОЙ» И «ЕВРОПЕЙСКОЙ» СИСТЕМ ПРОЕЦИРОВАНИЯ
В. В. Константинов
ученик 10 класса Лицея №1 г. Киселёвска
Научный руководитель – заместитель директора по воспитательной работе, учитель черчения И.
В настоящее время предмет «Черчение» не входит в основную образовательную программу, а преподается как дополнительный предмет (элективные курсы, внеурочные занятия, курсы по выбору). Тем не менее при поступлении, а также и дальнейшем обучении, в Вузах, Сузах отсутствие знаний и опыта по предмету черчение становится крайне критичным. Целью обучения черчению является приобщение учащихся к графической культуре и грамотности. Формирование и развитие творческого, пространственного мышления.
В последние годы выпускники российских школ выбирают не только Вузы в нашей стране, но и уезжают за рубеж получать образование. И здесь сталкиваются с проблемой различия выполнения чертежей, со сложностями связанными с различием «американского» и «европейского» способов проецирования. В некоторых государствах, например, в США, Голландии, Англии, Австралии применяют другой способ выполнения чертежей.
Просмотрев российскую техническую литературу таких авторов по черчению как А., Д., Н., Г., А., В., С., А. мы не обнаружили упоминаний об «американской» системе проецирования. Лишь небольшое упоминание в тексте учебника «Техническое черчение» И. М. Могильного заинтересовала нас и подтолкнула к более подробному изучению двух систем, к их восприятию учащимися и правильности выполнения чертежей. При проведении экспериментальной работы, мы поставили перед собой гипотезу, которую хотелось бы доказать или опровергнуть. Выполнение чертежей в разных системах проецирования отличается графически и воспринимается чертежником по – разному.
Из курса Черчения известно, что изображения предметов на чертежах в соответствии с правилами Государственного стандарта выполняются по способу (методу) прямоугольного проецирования. Проецирование – это процесс получения проекций предмета на какой-либо поверхности. Само слово «проекция» латинского происхождения и в переводе на русский язык означает бросать (отбрасывать) вперед. Примерами проекций могут служить тени от предметов, при солнечном, лунном или других источников света, фотографические снимки, кинокадры и многое другое. Для получения более полной информации об объемном предмете необходимо спроецировать предмет на три взаимно перпендикулярные плоскости проекции (фронтальную, горизонтальную, профильную) и построить три вида предмета. Этот метод получил название - метод Гаспара Монжа, в честь знаменитого французского математика и инженера. Он обобщил все полученные знания о плоских изображениях и выделил способ плоского прямоугольного проецирования в 1798г. Этот метод построения чертежей не претерпел изменений до настоящего времени.
Вид - это изображение обращенной к наблюдателю видимой части поверхности предмета [1]. Стандарт устанавливает шести основных видов, которые получаются при проецировании предмета на плоскости проекции первого октанта (координатные плоскости делят пространство на восемь частей - октантов (рис 1). Это система Рене Декарда, выдающегося математика, филолога, физиолога) [ 2].
Рис. 1. Шесть октантов - плоскостей проекции
П3 - профильная плоскость; П2 – фронтальная плоскость; П1 – горизонтальная плоскость
Расположив любой предмет в пространство трехгранного угла, мы можем построить проекции этого предмета на плоскости проекции.
В европейской системе проецирования мы видим непосредственно сам предмет, то есть располагается в первом октанте (квадрант, сектор, анг. quadrant), а плоскости, на которые проецируется изображение, за ним. Американская система прямоугольного проецирования заключается в том, что трехгранный угол (третий октант), образованными как бы прозрачными плоскостями проекции, располагается вершиной вверх перед зрителем, закрывая собой проектируемый объект. Соответственно плоскость проекции расположена между глазами наблюдателя и изображаемым предметом. Фронтальная, горизонтальная и профильная проекция представляет собой вид на предмет сквозь прозрачные плоскости проекции. Такое проецирование напоминает «театр теней».
В американской системе проецирования применяется другой способ расположения видов. При этом наблюдатель находится за соответствующей плоскостью проекций, и изображения, получаемые на плоскостях проекций, являются как бы зеркальными отражениями [3]. На основе проведенного сравнения, можно заметить, что восприятие изображения на американской системе проецирования затруднено.
В американской и европейской системе проецирования существуют значительные отличия при проставлении размеров. Стандарты США на выполнение конструкторской документации отличаются и от российских, и от европейских. Прежде всего, следует отметить, что все размерные числа и надписи всегда располагают параллельно основной надписи и в разрывах размерных линий (если места для этого достаточно) [4]. В американской системе размерные линии разомкнуты, размер проставляется в пустом месте.
В большинстве стран мира чертежи оформляются по европейским правилам или очень близким к ним. Опытный человек, получив в руки чертеж, выполненный в США, по его оформлению определит происхождение документа и разберется в нем, но, чтобы упростить этот процесс, на чертежах, выполненных в Европе по американским правилам оформления, помещают специальный знак в виде двух проекций усеченного конуса, взаимное положение которых указывает на метод проецирования [4].
Документ, выполненный в США по европейскому методу, также снабжается специальным знаком. Он представляет собой те же две проекции усеченного конуса, но по-другому расположенные друг относительно друга (рис.2).
Рис.2. Знаки, указывающие на метод проецирования а - американский; б - европейский |
Работая над темой по сравнению двух систем, нами было выполнено большое количество чертежей, как с натуры, так и с различных эскизов, аксонометрических проекций. После чего, нами был сделан вывод, что европейская система проецирования более приемлема для восприятия и понимания. После чего, мы провели эксперимент по выявлению уровня восприятия и выполнения чертежей в двух системах проецирования учащихся 9 классов в количестве 16 человек Лицея№1 г. Киселёвска, которые изучали предмет черчение первый год. Учащиеся были разделены на 2 группы по 8 человек, имеющих понятие о проецировании предмета, умеющих выполнять чертежи. Графическая подготовка учащихся была равной. Первая группа учащихся изучала европейскую систему проецирования, вторая – американскую. Учащиеся выполняли чертеж детали в трех видах.
При вычерчивании трех видов детали были установлены проблемы, с которыми столкнулись учащиеся, выполняющие работу по американской системе:
1. восприятие предмета было затруднено;
2. время, затраченное на выполнение работы у учащихся, выполняющих чертеж по «европейской» системе на 23 минуты быстрее;
3. качество выполненный работы по «американской» системе на 25% ниже;
4. допущено больше ошибок в построении видов (пропуски элементов детали, нарушение проекционных связей и др.).
Таблица 1.
Показатели выполнения графической работы учащимися 1 и 2 групп
группа | Кол. уч-ся | «5» | «4» | «3» | «2» | Оптимальный уровень | Допустимый уровень | Критический уровень | Недопустимый уровень | % успеваемости | % качества | Ср. балл |
1 | 8 | 6 | 2 | 0 | 0 | 75% | 25% | 0 | 0 | 100% | 100% | 4 ,75 |
2 | 8 | 2 | 4 | 2 | 0 | 25% | 50% | 25% | 0 | 100% | 75% | 4 |
Все допущенные ошибки непосредственно связаны с выполнением чертежа двумя способами проецирования. Эти ошибки отражали влияние особенностей человека восприятия и переработки образа изображаемого предмета. Причиной этому служит влияние прошлого жизненного опыта учеников. Лучше и удобнее рассматривается предмет перед «занавесью», чем за ней. «Американская» система проецирования требует интенсивной, напряженной работы мыслей. Пространственного воображения, визуального мышления, активной мыслительной деятельности, повторного изучения учащимися формы детали в процессе его построения.
Вывод: Эксперимент по выполнению графической работы двумя системами проецирования позволяет сделать вывод, что «европейская» система проецирования наиболее эффективна. Учащиеся 1 группы показали лучший общий результат, допустили меньшее количество ошибок. Европейская система проецирования является наиболее наглядной, несет большую информацию. Она позволяет сэкономить время на выполнение чертеже, что соответственно упрощает труд чертежника (инженера, конструктора).
Выполнение чертежа по американской системе проецирования было неудобным для учащихся расположение плоскостей перед зрителем мешало восприятию детали, переработке наглядного образа в условное изображение (вид). Людям с плохо развитым пространственным воображением вообще невозможно на наш взгляд использовать американскую систему.
Гипотеза - Выполнение чертежей в разных системах проецирования отличается графически и воспринимается чертежником по – разному нами подтверждена.
Список литературы
1. А., В. Черчение 9 класс:/Москва: АСТ «Астрель», 2006. – С 129.
2. С., Т. Черчение. / Москва: «Высшая школа», 1982. – С. 46.
3. М., Техническое черчение. / Харьков: «Госгортехиздат», 1963. – С. 65-66.
4. http://weldworld. ru/theory/cherchenie/amerikanskiy-metod-oformleniya-chertezhey. html
5. Д. Черчение./ Москва: «Просвещение», 1989г.- С. 224
6. С./ Техническое черчение. / Москва: «Высшая школа» 2001.- С 220
7. А. /Занимательное черчение. / Москва: «Просвещение» 1990.- С 224
Основные порталы (построено редакторами)