научный журнал «Актуальные исследования» #33 (112), август '22

Построение геометрических фигур в компьютерной среде «КОМПАС 3D»

В статье автоматизированное построение геометрических фигур рассматривается как интеграция учебных предметов геометрии и информатики. Подробно рассмотрено геометрическое построение по алгоритму математического моделирования. Можно сделать вывод, что системы компьютерного черчения удобно использовать не только для решения задач на построение, но и для решения вычислительных геометрических задач, а также для доказательств.

Аннотация статьи
компьютерная модель
этапы построения
система компьютерного черчения
«КОМПАС 3D»
Ключевые слова

В школьном курсе геометрии не только изучаются различные геометрические модели (теоремы), но и рассматривается процесс их построения с использованием линейки и циркуля. Для создания геометрических моделей на компьютере удобно использовать системы компьютерного черчения.

Рассмотрим систему компьютерного черчения КОМПАС 3D, которая специально предназначена для обучения компьютерному черчению в школах. КОМПАС можно использовать для выполнения геометрических построений с помощью циркуля и линейки, а также при создании чертежей деталей.

КОМПАС 3D – компьютерное средство моделирования, являющееся комплексной системой автоматизированного проектирования. Компас 3D используется в приоритете для разработки чертежей, проектирования кабельных систем и создания документов для инженерных проектов [1, c. 153]. Однако программа имеет и свои недостатки: могут возникать проблемы при загрузке 3d моделей из других программ, проектирование в 3d сложнее для новичка, чем 2d, требуется полноценное освоение моделирования, не очень хорошая возможность визуализации объектов, система поверхностного моделирования имеет недостатки в оформлении.

Примером выполнения геометрических построений в программе используем задачу из практической работы 2.3 «Выполнение геометрических построений в системе компьютерного черчения КОМПАС» (по учебнику информатики за 9 класс Н.Д. Угриновича) [3, с. 128].

1. Постановки задачи

Задача: построить угол, равный данному углу.

Геометрические объекты, заданные в условии задачи: произвольный угол и отрезок.

2. Математическая модель

Математическая модель процесса геометрического построения зафиксирована в форме алгоритма:

1. С помощью Компактной панели вызвать панель Геометрия.

Выбрать объект Отрезок и построить сначала произвольный угол А (начертить два отрезка, выходящих из одной точки), а затем построить произвольный луч ОМ (начертить отрезок).

Введем обозначения точек на чертеже с помощью панели Обозначения.

2. С помощью Компактной панели вызвать панель Обозначения.

Щелкнуть по кнопке Ввод текста и последовательно ввести обозначения угла и концов отрезка.

Построим окружность произвольного радиуса с центром в вершине заданного угла А, которая пересечет стороны угла в точках В и С.

3. На панели Геометрия выбрать объект Окружность и построить окружность с центром в точке А.

На панели Обозначения щелкнуть по кнопке Ввод текста и обозначить точки пересечения окружности со сторонами угла буквами В и С.

Построим окружность того же радиуса с центром в начале заданного луча ОМ, которая пересечет отрезок в точке D.

4. На панели Геометрия выбрать объект Окружность.

На Панели свойств щелкнуть правой кнопкой мыши по полю Радиус и в контекстном меню выбрать пункт Между 2 точками.

На чертеже навести курсор сначала на точку А, а затем на точку В.

Центр появившейся окружности заданного радиуса переместить в точку О.

5. С помощью Компактной панели вызвать панель Обозначения. Щелкнуть по кнопке Ввод текста и обозначить точку пересечения окружности с отрезком ОМ буквой D.

Построим окружность с центром в точке D заданного радиуса ВС.

6. На панели Геометрия выбрать объект Окружность.

На Панели свойств щелкнуть правой кнопкой мыши по полю Радиус и в контекстном меню выбрать пункт Между 2 точками. На чертеже навести курсор сначала на точку С, а затем - на точку В.

Центр появившейся окружности заданного радиуса переместить в точку D.

7. С помощью Компактной панели вызвать панель Обозначения. Щелкнуть по кнопке Ввод текста и обозначить точку пересечения окружностей буквой Е.

8. Соединить отрезком точки О и Е, угол EOD, равный углу А, построен.

3. Компьютерная модель

Рис. 1. Компьютерная модель построенного угла

4. Эксплуатация модели. Анализ полученных результатов

Анализ полученных результатов заключается в сравнении градусной меры данного и получившегося углов. Проведение анализа возможно при помощи панели Измерения. Анализ градусных мер углов показал, что оба угла (данный и полученный) равны по 47˚ (рис. 2).

Рис. 2. Анализ полученных результатов

Таким образом, можно отметить, что в современных условиях учитель вправе реализовывать моделирование объектов в различных программных обеспечениях, средствах и пакетах, даже в ознакомительных целях [2, c. 16]. Это позволит современным школьникам не только научиться программировать в рамках раздела моделирование, но и самостоятельно ставить задачу, находить математические модели и области использования результатов решения задачи.

Текст статьи
  1. Богданова, М. В., Рощупкина, Е. В. Особенности преподавания компьютерного моделирования в средней школе // Молодой ученый. – 2017. – №44. – С. 152–155.
  2. Захарова, И. Г. Информационные технологии в образовании: Учеб. пособие для студ. высш. пед. учеб. заведений [Текст] / И. Г. Захарова – М.: Изд. центр Академия, 2003. – 192 с.
  3. Поляков, К. Ю. Информатика. Базовый уровень. 9 класс: учебное издание. / К. Ю. Поляков, Е. А. Еремина. – Москва: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2021. – 352 с.
Список литературы