CC BY
7
ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В ГЕОМЕТРО-ГРАФИЧЕСКОЙ
ПОДГОТОВКЕ СТУДЕНТОВ КАФЕДРЫ «КОМПЬЮТЕРНЫЕ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЗАЦИИ ПРОИЗВОДСТВА» (РК9)
Хуснетдинов Т.Р.1, Минеев А.Б.2, Полубинская Л.Г.3, Жирных Б.Г.4 ©
1Доцент кафедры «Инженерная графика»;
2 3
' Старший преподаватель кафедры «Инженерная графика»;
4Доцент кафедры «Инженерная графика», канд., техн., наук.
Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана (национальный исследовательский университет)
Аннотация
Представлен комплексный анализ проведения эксперимента по геометро-графической подготовке студентов кафедры РК9, с внедрением информационных технологий на базе графических пакетов AutoCAD и Inventor. Описаны различные программы курса по инженерной и компьютерной графике (с 2011 по 2016 гг.) в зависимости от объема часов.
Для преподавателей инженерной и компьютерной графики. А также может быть полезно для руководителей кафедр при составлении учебных планов занятий по курсу инженерной графики.
Ключевые слова: геометро-графическая подготовка, инженерная графика, компьютерная графика, AutoCAD, Inventor.
Keywords: geometric-graphic education, engineering graphics, computer graphics, AutoCAD, Inventor.
В настоящее время, в связи с переходом на Болонскую систему образования и внедрением квалификации бакалавриата, курс инженерной графики на машиностроительных специальностях перешел с 4-х семестровой программы на 3-х семестровую, а на ряде кафедр и на 2-х семестровую. Однако, на кафедре «Инженерная графика» (РК1) в той или иной мере удалось сохранить основные разделы курса. Курс инженерной графики (ИГ) состоит из 3-х самостоятельных, но связанных друг с другом дисциплин: Начертательная геометрия (НГ), Машиностроительное черчение (МЧ) и Компьютерная графика (КГ).
Цели курса «Инженерная графика» - дать прочные знания о законах отображения пространственных объектов на плоском носителе (например, чертеж на бумаге), умения и устойчивые навыки в выполнении и оформлении конструкторской документации в соответствии с требованиями ЕСКД. Развитие пространственного представления и воображения, конструктивно-геометрического мышления, способностей к анализу и синтезу пространственных форм и отношений на основе графических моделей пространства, практически реализуемых в виде технических чертежей.
Задачи курса:
1) Изучение основных положений государственной системы стандартизации (ГОСТ, ЕСКД), устанавливающей правила выполнения электронных моделей деталей и сборочных единиц, электронных чертежей и технической документации.
2) Освоение техники выполнения электронных моделей деталей и сборочных единиц, электронных чертежей и технической документации.
В процессе обучения у студентов развивается пространственное мышление, т.е. способность устанавливать однозначное соответствие между плоскими изображениями
© Хуснетдинов Т.Р., Минеев А.Б., Полубинская Л.Г., Жирных Б.Г., 2017 г.
реального объекта с самим объектом, а так же мысленно реконструировать плоские изображения в трёхмерный объект.
Наряду с традиционными инструментами (карандаш, циркуль, ...) построения чертежей в последнее время всё чаще используются современные компьютерные технологии, как для построения плоских изображений (например, AutoCAD), так и для создания цифровых прототипов трёхмерных объектов (например, Inventor).
Для достижения указанных целей традиционными средствами (карандаш, бумага, ...) требуется длительное время и большой объем «рутинной» работы. Кроме того, владение компьютерными технологиями является обязательным требованием, предъявляемым к инженерам - выпускникам технических ВУЗов, т.к. использование IT-технологий не только ускоряет выпуск конструкторской документации, улучшает качество её оформления, облегчает хранение и редактирование, но и при использовании 3-D моделирования -ускоряет процесс проектирования и создания опытных образцов изделий и отладки технологического процесса запуска изделий в производство.
А появление на рынке 3-D принтеров позволяет довольно быстро получить опытный образец, соответствующий заданным параметрам, и тем самым значительно снизить временные и финансовые затраты.
В свете поставленных перед высшей школой задач, в паспорте государственной программы Российской Федерации «Развитие образования» на 2013-2020 годы, утвержденной постановлением Правительства Российской Федерации № 295 от 15 апреля 2014 г., обозначена цель программы: «Обеспечение высокого качества российского образования в соответствии с меняющимися запросами населения и перспективными задачами развития российского общества и экономики по подготовке высококвалифицированных специалистов, способных создать высокотехнологичное производство, а значит, и поднять экономику страны» [1, 8].
Учебные планы по ИГ на 2011-2012 у. г. для студентов кафедры РК9 в программе 1-го семестра включали в себя: НГ - лекции 17 часов и упражнения - 34 часа; МЧ - упражнения -34 часа (содержание - основы геометрических построений и построение изображений простых тел и их композиций.) Программа 2-го семестра - МЧ - упражнения 34 часа, в которые нужно было уложить объемный материал - резьбы (изображения и обозначения), соединения (их типы, изображения, условности), эскизирование (эскизы деталей реальной сборочной единицы) и выполнение сборочного чертежа со спецификацией. Кроме того, в течение специально выделенных 17 часов, проводились лабораторные работы по КГ в среде AutoCAD 2-D (основные сведения об интерфейсе программы, командах рисования и редактирования). Все это составляло программу изучения раздела «Машиностроительное черчение»
В 2012-2013 учебном году руководством факультета и кафедры РК9 было предложено разработать программу для I и II курсов кафедры РК9, а студентам, уже перешедшим на 2-ой курс, добавили новую самостоятельную дисциплину Компьютерная графика (3-ий семестр -34 часа и 4-ый семестр 34 часа). Кроме того в 4-ом семестре деканом было выделено дополнительно 34 часа. То есть, в 4 семестре у студентов вместо 34 часов компьютерной графики стало 68. Благодаря этому, появилась возможность на 3-м семестре провести расширенный курс изучения AutoCAD, дополнив его изучением такого серьезного раздела МЧ как стадии разработки конструкторской документации. В процессе выполнения, разнообразных по количеству и сложности чертежей деталей, студенты приобрели как знания в области МЧ, так и устойчивые умения и навыки в области 2-D моделирования в среде AutoCAD [2, 4-75]. Кроме того, они освоили в этой же среде основы 3-D моделирования.
В течение 4-го семестра студенты изучили и освоили графическую систему Autodesk Inventor - 3-D моделирование деталей, выполнив при этом 3-D модели и чертежи деталей. Так же были изучены основы 3-D моделирования сборочной единицы с выполнением сборочного чертежа и спецификации [3, 14-320; 4].
Фактически в процессе изучения и освоения 2-х графических пакетов студенты существенно расширили и углубили свои знания в области ИГ.
В итоге в течение 2-х лет была не только разработана, но и апробирована в действии полная программа по ИГ, которая не только с интересом принята студентами, но и дала положительные результаты по объективным оценкам проверки знаний студентов.
В 2013-2014 учебном году в связи с сокращением часов, программа 2-го семестра в части МЧ была уменьшена с 34 часов до 17 часов. Кроме того и в программе 4-го семестра пришлось вернуться к 34 часам. По согласованию с руководством кафедры РК9 мы вынуждены были отказаться от AutoCAD, а все чертежи, начиная со второго семестра, делать с помощью системы 3-D моделирования Autodesk Inventor. В итоге студенты могли создать практически любую 3-D модель из заданий нашего курса, но не могли правильно оформить чертеж (выбрать количество и содержание изображений, выбрать главный вид, правильно нанести размеры). Мы пришли к выводу, что студентам интересно моделировать, собирать 3-D модели сборочных единиц (по сути, как сборка конструктора), но совершенно нет желания оформлять чертежи, так как в предыдущих семестрах было мало уделено внимания чертежам, выполненных «вручную» без 3-D моделирования.
В 2014-2015 учебном году программа была еще раз переработана. Руководство кафедры РК9 способствовало увеличению часов для 2 семестра. Во втором семестре, наряду с «ручным» черчением, «вернулся» AutoCAD, а изучение Autodesk Inventor началось с 3 семестра параллельно с эскизированием и созданием чертежа сборочной единицы карандашом на миллиметровой бумаге. В-остальном программа осталась без изменений.
Следующее перестраивание программы произошло в 2015-2016 учебном году. Руководством кафедры РК9 было решено добавить еще 17 часов на компьютерную графику на 2 семестр, то есть изучение программы Inventor перешло во 2-ой семестр. А также отказаться от курса МЧ на 4 семестре. В итоге в настоящее время программа специальности РК9 содержит 3 семестра: 1 семестр остался без изменения (НГ - 34 часа семинаров, 17 часов лекций, МЧ (проекционное черчение) - 34 часа), 2 семестр содержит 17 часов на МЧ (резьба, эскизирование детали с резьбой), 17 часов на изучение основ AutoCAD и 17 часов на изучение основ Inventor, а в 3 семестре МЧ (эскизирование деталей сборочной единицы, составление сборочного чертежа и спецификации) - 34 часа.
Выводы
Данный эксперимент на специальности «Компьютерные системы автоматизации производства» (РК9) позволил разработать сквозную программу проведения занятий по инженерной графике с применением графических пакетов AutoCAD и Inventor. В период с 2011 по 2016 гг. программа неоднократно менялась, исходя из разного объема часов, предоставляемых кафедрой. Но в итоге после всех пертурбаций была выстроена стройная система по изучению инженерной графики, которая с неподдельным интересом была принята студентами, и показала высокие результаты при выполнении домашних заданий и проведении контрольных мероприятий.
Литература
1. Государственная программа Российской Федерации «Развитие образования» на 2013-2020 годы (Постановление Правительства Российской Федерации от 15 апреля 2014 г. № 295). // Тематический сборник журнала «Вестник московского образования». 2014. № 2. С. 8.
2. AutoCAD для машиностроителей [Электронный ресурс]: учебное пособие / Л.Г. Полубинская, А.П. Федоренков, Е.Г. Юдин. - Электрон. дан. - М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана (Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана), 2012. - 80 с. - Режим доступа: http://e.lanbook.com/books/element.php?pl1_id=52315
3. А.П. Федоренков, Л.Г. Полубинская, AUTODESK INVENTOR Шаг за шагом - М.: Эксмо, 2008. - 336с.: ил.
4. Полубинская Л.Г., Хуснетдинов Т.Р. Создание модели и чертежа пружины в системе Autodesk Inventor 2015// Инженерный вестник (Электронный научно-технический журнал) [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://engsi.ru/doc/786016.html
