Щелкунова Л.И., Емец М.С. [lshelkunovavm@gmail.com]
Харьковский национальный университет строительства и архитектуры, Украина
Download in PDF: http://fmo-journal.fizmatsspu.sumy.ua/journals/2020-v1-23/2020_1-23-Shchelkunova-Yemets_FMO.pdf

ИНТЕГРАЦИЯ МЕТОДОВ ТЕОРИИ ГРАФОВ
В АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ 

Формулирование проблемы. Решение актуальной образовательной задачи формирования междисциплинарных знаний у будущих проектировщиков тормозится существующим несоответствием содержания математического образования студентов архитектурных специальностей требованиям современного архитектурного проектирования.  Это, в первую очередь,  связано с проблемой отсутствия в  программах математических дисциплин студентов-архитекторов многих разделов математики, методы которых широко используются в современной проектной практике, в частности, методов теории графов.
Материалы и методы. В работе использованы методы сбора, систематизации, классификации и обобщения информации относительно поставленной проблемы, метод сравнительного анализа разновидностей педагогических подходов, синтеза и анализа результатов собственной педагогической интегративной деятельности. 
Результаты.  Осуществлён поиск  области применения математической теории графов к решению задач архитектурно-строительного проектирования. Обоснована необходимость включения в образовательные программы математического цикла студентов архитектурных специальностей спецкурса «Методы теории графов в архитектурном проектировании»  на основе интегративных технологий и разработаны подходы к созданию тематического плана спецкурса.
Выработаны подходы к систематизации  графов путём выделения существенных классификационных признаков в контексте их применения в проектной практике. Выделены основные типы задач, связанные с использованием методов теории графов в проектной деятельности, и составлены учебные модельные задачи, наполненные практическим содержанием, по всем выявленным направлениям.
Выводы. Широкий спектр прикладной направленности математической теории графов в проектной практике указывает на необходимость пересмотра стандартов математического образования студентов архитектурных специальностей.  Такая работа связана с внедрением интегративных технологий обучения, направлена на приобретение студентами междисциплинарных знаний, что способствует усовершенствованию организации и проведения образовательного процесса.
Ключевые слова: граф, операции над графами, алгоритмы на графах, архитектурно-строительное проектирование, интегрированное обучение.

INTEGRATION OF METHODS OF THEORY OF GRAPHS IN ARCHITECTURAL-CONSTRUCTION DESIGN
Lyubov Shchelkunova
Kharkiv National University of Construction and Architecture,
Mariia Yemets
Odessa National Academy of Food Technologies

The article raises the problem of finding the field of application of the mathematical theory of graphs to solving problems of architectural and structural design and the possibilities of including this knowledge in the educational process by introducing integrative technologies.
Formulation of the problem. The work is aimed at solving the problem of the absence of many sections of mathematics in the programs of mathematical disciplines of student architects, whose methods are widely used in modern design practice, in particular, in graph theory methods.
Materials and methods. The following methods were used in the work: collection, systematization, classification, and generalization of information regarding the problem posed a comparative analysis of different pedagogical approaches, synthesis, and analysis of the results of one's pedagogical integrative activity.
Results. The field of application of the mathematical theory of graphs to the solution of problems of architectural and construction design has been made. The necessity to include in the educational programs of the mathematical cycle of students of architectural specialties of the special course "Methods of graph theory in architectural design" based on integrative technologies and approaches to the creation of the thematic plan of the special course are developed. Approaches to the systematization of graphs have been worked out by highlighting essential classification features in the context of their application in design practice. The main types of problems associated with the use of graph theory methods in the project activity are highlighted, and training model tasks filled with practical content are compiled in all identified areas.
Conclusions. The wide range of applied orientation of mathematical graph theory in design practice indicates the need to revise the standards of mathematical education of students of architectural specialties. Such work is related to the introduction of integrative learning technologies, aimed at acquiring students with interdisciplinary knowledge, which helps to improve the organization and conduct of the educational process.
Keywords: graph, graph operations, graph algorithms, architectural and construction design, integrated training.

Список использованных источников

1. Горнева О.С., Титов С.С. Проблемы интеграции математических методов в архитектурное проектирование.  Архитектон: известия вузов. 2013.  № 41. С. 22-28.
2. Сазонов В.И. Графоаналитическая теория архитектурной гармонии (как целостная теоретико-прикладная основа формальной грамматики-гармонии предхудожественного языка и инструментария архитектурной композиции): авторефер. дисс. … докт. арх.: 18.00.01 / Новосибирская гос. архитектурно-художественная акад. Новосибирск, 2002.  54 с.
3. Christopher Alexander. A city is not a tree. Sustasis Press. Off The Common Books, 2017.  200 р.
4. Росман В. Столицы. Их многообразие, закономерности развития и перемещения. Litres, 2013. 336 с.
5. Щелкунова Л.І. Вища математика для архітекторів. Навчальний посібник. – 2-ге вид. переробл. і доповн. – Харків: ФОП Панов А.М., 2019. 150 с.
6. Щелкунова Л.И. Мировоззренческая направленность самостоятельной работы студентов. Эвристическое обучение математике. Тезисы докладов научно-методической конференции (Донецк, 15-17 ноября 2005г.). Изд-во ДонНУ, 2005.  С. 292-293.
7. Щелкунова Л.И., Емец М.С. Математические методы и нелинейная архитектура в системе интегративного обучения. Фізико-математична освіта. 2019. Випуск 3(21). С.163-169.  DOI: 10.31110/2413-1571-2019-021-3-024.
8. Щелкунова Л.І., Шульгина С.С. Про підходи до вдосконалення змісту навчальної дисципліни «Вища математика» для студентів архітектурних спеціальностей. Теорія та методика навчання математики, фізики, інформатики. Кривий Ріг: Вид. відділ НМетАУ, 2011. Вип. IX. С. 212-215.
9. Щелкунова Л.И., Емец М.С. Подходы к параметризации оптимизационных задач архитектурно-градостроительного решения. Збірник наукових праць ХДУ. Педагогічні науки. Херсон, 2018. № 81(3). С. 249-254.
10. Щелкунова Л.И., Аршава Е.А., Шульгина С.С. Интегрированное обучение студентов-архитекторов на основе создания спецкурса «Фрактальная геометрия». Тезисы докладов  Международной конференции «Современные проблемы естественных наук: Тараповские чтения – 2016» (Харьков, 1-15 марта 2016г.). Цифровая типография №1, 2016.  С. 108.
11. Щелкунова Л.И. Дифференциальная геометрия и фрактальный анализ в архитектурном проектировании. Научно-исследовательские публикации. Международная научно-практическая конференция «Наука в ХХІ веке: Проблемы и перспективы развития» (г. Воронеж, 20-22 февраля, 2017). Воронеж, 2017. №2(40). С. 63-69.