CC BY
61
УДК 514.18+744.425
Григоревская Людмила Петровна
Доктор педагогических наук, заведующий кафедрой Инженерной геометрии и компьютерной графики Братского государственного университета, [email protected], Братск
Григоревский Лев Борисович
Кандидат педагогических наук, доцент кафедры Инженерной геометрии и компьютерной графики Братского государственного университета, [email protected], Братск
Фрейберг Светлана Алексеевна
Кандидат педагогических наук, доцент кафедры Инженерной геометрии и компьютерной графики Братского государственного университета, [email protected], Братск
Киргизова Людмила Александровна
Доцент кафедры Инженерной геометрии и компьютерной графики Братского государственного университета, [email protected], Братск
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫХ СИСТЕМ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРОЕКТИРОВАНИя ДЛя ПОВЫШЕНИя КАЧЕСТВА ПРОФИЛЬНОЙ ГРАФИЧЕСКОЙ ПОДГОТОВКИ СТУДЕНТОВ
Аннотация. В статье рассмотрена авторская методика организации курсового проектирования для студентов дневной и заочной формы обучения по профилю подготовки бакалавров 190100 Подъемно-транспортные, строительные, дорожные машины и оборудование. Учебная проектно-конструкторская деятельность обучаемых основана на использовании универсальных и специализированных графических информационных технологий.
Ключевые слова: курсовое проектирование, графические информационные технологии, электронные учебные материалы
Grigorevskaya Ludmila Petrovna
Doctor of pedagogies, professor, chair of engineering geometry and computer graphics Bratsk state university, [email protected], Bratsk
Grigorevsky Lev Borisovich
Candidate of pedagogies, assistent professor, chair of engineering geometry and computer graphics Bratsk state university, [email protected], Bratsk
Freiberg Svetlana Alekseevna
Candidate of pedagogies, assistent professor, chair of engineering geometry and computer graphics Bratsk state university, [email protected], Bratsk
Kirgizova Lyudmila Aleksandrovna
Assistent professor, chair of engineering geometry and computer graphics Bratsk state university, [email protected], Bratsk
USE OF SPECIALIZED SYSTEMS DESIGN FOR QUALITY IMPROVEMENT TRAINING STUDENT PROFILE GRAPHIC
Abstract. In this article the author's method of organizing a course for students planning full-time and correspondence courses on the profile of bachelor 190100 Hoisting, building, road machinery and equipment. Study design and engineering activities of the trainees based on the use of universal and specialized graphic information technology.
Key words: course design, graphics, information technology, e-learning materials.
Согласно тенденциям стремительной ин- образования реализация модели высоко-форматизации высшего профессионального квалифицированной геометро-графической
подготовки современного специалиста не возможна без комплексного применения в учебном процессе графических информационных технологий. Использование автоматизированных систем при изучении дисциплин графического цикла обусловлено перечнем высоких требований предъявляемых к профессиональной подготовке будущего инженера. Нужны специалисты с развитым системным подходом к информационным процессам, а также достаточно серьезными знаниями методологии, стандартов и современных технологий комплексного использования специализированных автоматизированных систем для решения профессиональных задач. Графическая подготовка будущих специалистов в области автоматизации выполнения конструкторско-технологической документации с помощью специализированных программных средств является совершенно необходимой предпосылкой для успешной профессиональной деятельности выпускника [2].
Несмотря на большое количество исследований, проведённых специалистами в последнее десять лет в области информатизации инженерно-графической подготовки в вузе, по-прежнему остаётся актуальным разработка педагогических моделей обучения, полнофункциональным средством реализации которых, являются компьютерные графические технологии.
Информационно-технологическая модель обучения студентов инженерной графике разработана на основе комплексного подхода, обеспечивающего высокий уровень геометрической и информационно-технологической графической подготовки и её тесную взаимосвязь с дисциплинами общетехнического и специального цикла.
Комплексный подход информационно-технологической модели обучения студентов инженерной графике при использовании специализированных автоматизированных систем предусматривает взаимосвязь двух основных компонентов:
- при изучении графических дисциплин: приобретение знаний, умений и навыков разработки конструкторско-технологиче-ской документации (трёхмерных параметрических моделей и чертежей изделий) средствами специализированных графических информационных технологий;
- при изучении других общепрофессиональных, а также специальных дисциплин: применение накопленных знаний, умений и навыков при выполнении графической части курсовых и дипломных проектов.
Таким образом, для эффективной практической реализации комплексного подхода ИТМО необходимо выявление связующих элементов, обеспечивающих целевое ориентирование графической подготовки на успешную учебно-познавательную деятельность студента на выпускающей кафедре и дальнейшую профессиональную работу.
С целью выявления связей между графическими, общепрофессиональными и специальными дисциплинами была проведена исследовательская работа по следующим направлениям:
- анализ учебных планов, рабочих программ дисциплин, содержащих графическую часть, направлений подготовки: «Подъёмно-транспортные, строительные, дорожные машины и оборудование», «Автомобили и автомобильное хозяйство», «Технология машиностроения», «Машины и оборудование лесного комплекса», «Ле-соинженерное дело», «Технология деревообработки», «Садово-парковое, ландшафтное строительство», «Промышленная теплоэнергетика», «Энергоснабжение», «Энергообеспечение предприятий» и другие;
- проведение комплексных межкафедральных семинаров для решения вопросов: согласование возможностей использования одинаковых профильных (специализированных) систем автоматизированного проектирования при обучении инженерной графике и при изучении специальных дисциплин на выпускающей кафедре; разработка тМ-спецкурсов совместно с выпускающими кафедрами;
- издание межпредметных учебно-методических разработок [1].
Анализ государственных образовательных стандартов, регламентирующих уровень требований к проектно-конструктор-ской и производственно-технологической профессиональной деятельности специалистов и бакалавров различных направлений подготовки в техническом вузе, позволили из широкого перечня дисциплин профессионального и общепрофессионального циклов осуществить выборку дисциплин,
содержащих графическую часть и при обучении которым необходимо использование современных графических информационных технологий. Следующим этапом исследования учебного процесса являлось внесение коррективов в рабочие программы с целью ориентирования содержания обучения на качество профильной графической подготовки при использовании компьютерных технологий. В таблице 1 приведен примерный перечень дисциплин, при изучении которых, студенту необходим навык использования специализированных систем автоматизированного проектирования для грамотного оформления графической части курсовой работы.
При организации экспериментального обучения начертательной геометрии и инженерной графике студентов механического, лесопромышленного, инженерно-строительного, энергетического факультетов использовались универсальные и специализированные системы автоматизированного проектирования.
Универсальные системы автоматизированного проектирования - это графические программные пакеты, содержащие отдель-
ные модули библиотек, но не в полной мере сориентированы на специфику профессии. Специализированные системы автоматизированного проектирования - графические пакеты система команд, которых упрощена и оптимизирована для эффективного решения узкого класса профессиональных задач.
В ходе проведения педагогического эксперимента учебный процесс для студентов каждого направления подготовки был разделён на начальный и заключительный этапы. На первом этапе вырабатываются основные базовые навыки работы с универсальным графическим пакетом, а на втором этапе происходит адаптация будущего специалиста к конкретной профильной автоматизированной системе. Продолжительность первого и второго этапов обучения определялась количеством семестров, отведенных Государственным образовательным стандартом на изучение дисциплины. При обучении начертательной геометрии и проекционному черчению (начальный этап) использовались универсальные системы автоматизированного проектирования. В процессе работы с чертежами по специальности (заключительный этап) применялись специализирован-
Таблица 1
Распределение дисциплин, содержащих графическую часть по профилям подготовки
Профиль подготовки Дисциплины, содержащие графическую часть
1. Подъёмно - транспортные, строительные, дорожные машины и оборудование Машины для земляных работ, техническая гидромеханика и гидропривод, подъёмно-транспортные машины, детали машин.
2 Автосервис Автомобильные двигате, основы технического ремонта автомобилей, электротехника и электрооборудование автомобилей.
3. Технологии, оборудование и автоматизация машиностроительных производств Автоматизация производственных процессов в машиностроении, проектирование и производство заготовок, режущий инструмент.
4. Машины и оборудование лесного комплекса Теория и конструкция машин и оборудования отрасли, технология машиностроения, надёжность машин и оборудования.
5. Лесоинженерное дело Информационные технологии в лесопромышленном комплексе.
6. Технология деревообработки Мебельное и столярно-строительное производство, основы автоматизированного проектирования изделий из древесины.
7. Энергообеспечение предприятий Тепломассообменное оборудование предприятий
8. Электроснабжение Электрические подстанции
9. Городское строительство и хозяйство, промышленное и гражданское строительство Инженерные системы зданий и сооружений, основы архитектуры и строительных конструкций
ные графические пакеты.
Одной из основополагающих задач при детальном проектировании экспериментального обучения является выбор графического пакета. Эффективность использования компьютерных графических технологий в образовательном процессе зависит от ряда технических и дидактических критериев, к числу которых относятся следующие:
технические:
- функциональность - перечень задач решаемых системой (возможность выполнения плоских чертежей и трёхмерных параметрических моделей);
- удобный интерфейс. Этот критериальный показатель определяет быстроту адаптации пользователя к работе с выбранной программой;
- соответствие стандартам выполнения конструкторско-технологической документации (ЕСКД, СПДС и т. д.).
- дидактические:
- мотивация использования в учебном процессе;
- внедрение и использование в учебном процессе компьютерных графических технологий, которые гарантируют качество профильной подготовки будущих инженеров;
- соответствие методики применения автоматизированных систем общей структуре проведения занятия;
- обеспечение высокого уровня обратной связи;
- методическая обеспеченность (учебники, электронные материалы, учебные пособия и др.).
В соответствии с критерием функциональности специализированные графические пакеты нами разделяются на: машиностроительные - для специальностей «Подъемно-транспортные, строительные, дорожные машины и оборудование», «Автомобили и автомобильное хозяйство», «Технология ма-
шиностроения», «Машины и оборудование лесного комплекса»; автоматизированные системы проектирования мебели - «Технология деревообработки», «Лесоинженер-ное дело»; специализированные программы планирования участков «Садово-парковое и ландшафтное строительство - (Таблица 2).
В последнем семестре обучения при помощи специализированных систем автоматизированного проектирования студенты выполняют чертежи, максимально сориентированные на профиль подготовки. Предложенные комплекты заданий для каждой специальности предполагают выполнение: рабочих и сборочных чертежей, а также трёхмерных параметрических моделей изделий. Кроме разработки конструкторской документации на все изделия, входящие в состав специализированного узла, от студента требуется внести предложения по модернизации на уровне учебного графического проекта. Внесение предложений по изменению конструкции того или иного изделия или комплекса максимально приближает работу студента на занятии к профессиональной конструкторской деятельности. При проведении педагогического эксперимента общий контингент студентов традиционно разделялся на две группы - контрольную и экспериментальную. В экспериментальном потоке занятия проводились при использовании в учебном процессе узкоспециализированных графических пакетов.
Обучаемые контрольного потока выполняли конструкторскую документацию средствами универсальных автоматизированных систем.
Рассмотрим авторскую методику использования специализированных графических систем на примере организации аудиторной учебно-познавательной деятельности студентов по профилю подготовки «Подъемно-транспортные, строительные, дорожные машины и оборудование» при выпол-
Таблица 2
Распределение специализированных САПР по профилям подготовки
Профиль подготовки Специализированные САПР
СДМ, ТМ, АТ,МЛ Машино строительные
ЛИД, ТДО Системы проектирования мебели
СПС Системы проектирования и планирования садово-парковых участков и территорий
Рис. 1. Фрагмент электронного учебного материала для выполнения курсовой работы студентами механического факультета
нении курсовой работы в заключительном семестре обучения. Учебная проектно-кон-структорской деятельность студентов осуществляется с помощью системы автоматизированного проектирования Компас 3D.
В начале семестра преподаватель выдаёт студентам индивидуальные задания на курсовую работу, а также перечень предусмотренных для каждого проекта вспомогательных электронных учебных материалов
(ЭУМ). В содержании ЭУМ раскрываются способы построения моделей, чертежей сборочных единиц и отдельных деталей проектируемого машиностроительного узла.
Разработанные автором специализированные электронные учебные материалы для курсового проектирования представляют собой информационную, интерактивную, анимационную, визуальную обучающую систему, обеспечивающую формирование у студентов навыков профессиональной проектно-конструкторской графической деятельности при использовании специализированных систем автоматизированного проектирования [2].
Таким образом, студент получает задание на курсовую работу на бумажном носителе и учебные материалы в электронном виде.
Для успешной организации аудиторной работы студентов по выполнению курсовой работы, ЭУМ сохранены на компьютере, закреплённом за студентом в дисплейном классе. Электронный вариант ЭУМ, выдаваемый преподавателем используется студентами для домашней самостоятельной работы. Задание на бумажном носителе дублируется в ЭУМ, что позволяет студентам не приносить его на каждое занятие.
На рис. 1. представлен фрагмент электронного учебного материала, описывающего процесс создания электронной модели сборочной единицы «Шток», входящей в состав цилиндра подъёма стрелы экскаватора.
Материал, представленный на визуальном макетах, отображён в наглядной и лаконичной форме с выделением основных смысловых блоков. Это позволяет обучаемому в короткий промежуток времени осмыслить конструктивные особенности разрабатываемого изделия. Поэтапная работа с блоками ЭУМ позволяет студентам:
- приобрести высокий уровень проектно-конструкторского геометрического компью-
терного моделирования при использовании специализированных САПР;
- за короткое время ознакомиться с широкими функциональными возможностями базового инструментария системы автоматизированного проектирования;
- использовать, приобретенные навыки в дальнейшей учебной и профессиональной графической деятельности.
Данные многолетнего педагогического эксперимента подтверждают эффективность использования специализированных графических информационных технологий для повышения качества профильной графической подготовки студентов технического вуза. Организация аудиторной и домашней самостоятельной работы студентов по выполнению курсовой работы с помощью авторских ЭУМ моделирует процесс будущей профессиональной графической, проектно-конструкторской деятельности выпускника. Разработанные формы и методы использования в учебном процессе информационно-дидактических материалов для выполнения курсового проектирования способствует созданию проблемно-деятельностной основы учебно-познавательной конструкторской деятельности обучаемых.
Библиографический список
1. Инженерная и компьютерная графика: Учебное пособие для выполнения курсовой работы. - Братск: ГОУ ВПО «БрГУ», 2012. -Ч. 1. - 87 с.
2. Информационно-технологическая модель обучения инженерной графике студентов технического вуза. - Братск: ФГБОУ ВПО «БрГУ», 2011. - 199 с.
3. Организационно-методическое обеспечение профессионального самоопределения студентов первого курса технического вуза при обучении инженерной графике / Л. П. Григоревская., Л. Б. Григоревский - Братск: ГОУ ВПО «БрГУ», 2007. - 175 с.
