Geometry education for developing spatial visualisation abilities of engineering students

• Autorzy: Leopold C.

Warianty tytułu

PL

Nauczanie geometrii w rozwijaniu wyobraźni przestrzennej studentów kierunków inżynierskich

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The importance of descriptive geometry was pushed back in the las tyears in many curricula of engineering studies. Geometry Education was often substituted by training of CAD-systems and representation techniques. This development leads to a deficiency in spatial visualization abilities of engineering students. Descriptive Geometry provides the foundations for creating and understanding 2-D drawings of 3-D objects and helps to develop spatial visualization abilities. As a branch of mathematics geometry deals with properties, relationships, measurements of points, lines, planes and solids as well as transformations and projection methods. There is a need of fundamental knowledge in geometry combined with visualization methods and an understanding of visual perception and communication. Studies and also our experiences showed that spatial visualization abilities of the students are most improved by sketching and drawing 3-D objects and by creating and working at the same time with3-D models, not by training CAD-Systems. Well developed spatial visualisation abilities are important predictors of success in engineering studies. How can the aim of well developed spatial visualisation abilities reached by geometry education? Which are the most important elements of such a geometry course? The experiences with students of architecture and civil engineering at our university along several years will be analysed. The conclusion of this analysis will be presented with the most relevant elements for developing spatial visualization abilities. Examples of student projects and teaching materials will illustrate the content and way of such a geometry education which is able to support the development of spatial visualisation abilities.

PL

Badania naukowe w zakresie kształtowania oraz rozwijania wyobraźni przestrzennej oraz doświadczenia dydaktyków pokazują, iż najlepsze wyniki nauczania na kierunkach inżynierskich studiów technicznych uzyskuje się w sytuacji, kiedy podstawowa wiedza w zakresie geometrii wykreślnej jest uzupełniona przez wykonywanie szkiców odręcznych oraz rysunków dwuwymiarowych na podstawie modeli trójwymiarowych, które mogą być modelami rzeczywistymi lub wirtualnymi. Zadania uzupełniane są technikami prezentacji poprzez wykonanie komputerowej wizualizacji projektu. W pracy przedstawiono genezę rozwoju metod nauczania przedmiotu geometria wykreślna oraz podano konkretne przykłady zadań rozwiązywanych przez studentów architektury i inżynierii lądowej w Technicznym Uniwersytecie w Kaiserslautern (Niemcy). Długoletnie doświadczenie dydaktyczne prowadzi autorkę do konstrukcji optymalnego programu nauczania geometrii wykreślnej w takim kierunku, aby przedmiot spełniał warunek rozwijania technicznej wyobraźni przestrzennej studentów kierunków inżynierskich.

Słowa kluczowe

EN

computer graphics; descriptive geometry; representation techniques; spatial visualization

PL

grafika komputerowa; geometria wykreślna; techniki reprezentacji; wizualizacja przestrzenna

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Geometrii i Grafiki Inżynierskiej
• Czasopismo: Journal Biuletyn of Polish Society for Geometry and Engineering Graphics
• Rocznik: 2005
• Tom: Vol. 15
• Strony: 39--45
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz.

Twórcy

autor

Leopold C.

• University of Kaiserslautern, Faculty of Architecture, Regional and Environmental Planning, Civil Engineering Descriptive Geometry and Perspective P.O. Box 3049, D-67653 Kaiserslautern, Germany

Bibliografia

• [1] :Special Aptitude Test in Spatial Relations (MCT).Developed by the College Entrance Examination Board, USA, 1939.
• [2] Gòrska R., Sorby S., Leopold C.: Gender Differences in Visualization Skills- An International Perspective. The Engineering Design Graphics Journal. Autumn1998, Volume62, Number 3, 9-18.
• [3] Leopold C., Gòrska R., Sorby S.: International Experiences in Developing the Spatial Visualization Abilities of Engineering Students. Journal for Geometry and Graphics, Volume5 (2001), No. 1, 81 – 91.
• [4] Leopold C.: Geometrische Grundlagen der Architekturdarstellung. Kohlhammer Verlag Stuttgart 1999. ISBN 3-17-015216-5.
• [5] Leopold C.: Principles of a Geometry Program for Architecture - Experiences, Examples, and Evaluations. Proceedings of the 10th International Conference on Geometry and Graphics, 2002, Kiev, Ukraine, Volume2, 67-71, ISBN: 966-96185-2-5 and Journal for Geometry and Graphics, Volume7 (2003), No. 1, 101-110.
• [6] Paul M. Gaspard Monges 'Géométrie Descriptive'und die Ecole Polytechnique - Eine Fallstudie über den Zusammenhang von Wissenschafts- und Bildungsprozeß. Materialien und Studien, Band 17. Institut für Didaktik der Mathematik der Universität Bielefeld, 1980.
• [7] Sorby S., Gòrska, R.: The Effect of Various Courses and Teaching Methods on the Improvement of Spatial Ability. Proceedings of the 8thInternational Conference on Engineering Design Graphics and Descriptive Geometry, 1998, Austin, Texas, USA, Vol. 1, 252-256.
• [8] Suzuki K.: Evaluation of Students' Spatial Abilities by a Mental Cutting Test – Review of the Surveys in the Past Decade. Proceedings of the 11th International Conference on Geometry and Graphics, August, 2004, Guangzhou, China, 15-21, ISBN: 5-8037-0184.
• [9] Vandenberg S.G., Kuse A.R.: Mental Rotations, a Group Test of Threedimensional Spatial Visualization. Perceptual and Motor Skills. 47 (1978), 599-604.
• [10] http://encyclopedia.laborlawtalk.com/Monge English translation of the introduction of G. Monge "Géométrie Descriptive"