CC BY
37
Развитие образования
Семено В.А. Semeno У.А.
кандидат технических наук,
доцент кафедры «Комплексный инжиниринг и компьютерная графика»,
ФГБОУВО «Уфимский государственный нефтяной технический университет», г. Уфа, Российская Федерация
Вахитова Р.Г. Vakhitova R.G.
кандидат технических наук,
доцент кафедры «Комплексный инжиниринг и компьютерная графика»,
ФГБОУ ВО «Уфимский государственный нефтяной технический университет», г. Уфа, Российская Федерация
Зиганшина Ф.Т. Ziganshina ЕТ.
кандидат физико-математических наук, доцент кафедры «Комплексный инжиниринг и компьютерная графика»,
ФГБОУ ВО «Уфимский государственный нефтяной технический университет», г. Уфа, Российская Федерация
УДК 004.92:37.016 DOI: 10.17122/2541-8904-2021-2-36-127-131
КОМПАС-ЭБ КАК ИНСТРУМЕНТ ОСВОЕНИЯ ГРАФИЧЕСКИХ ДИСЦИПЛИН
В современных условиях, когда широко используются информационные технологии в науке и производстве, возникает необходимость приобретения студентами навыков работы с программами автоматизированного проектирования. Изучение дисциплины «Начертательная геометрия. Инженерная и компьютерная графика», которая является весьма сложной для студентов технических дисциплин, является фундаментом при освоении программ проектирования. В учебных кругах ведутся споры относительно дисциплины «Начертательная геометрия», тут необходимо отметить, что она играет большую роль для развития интеллекта и пространственного мышления студента, не говоря даже о подготовке студента к изучению второй части дисциплины, т.е. дисциплины «Инженерная графика». Программные средства же являются всего лишь инструментом, способствующим лучшему усвоению этой дисциплины. Должна быть разработана такая методика, чтобы с ее использованием изучение начертательной геометрии проводилось быстрее, без издержек, понятнее для студента. Огромную роль в учебном процессе, на наш взгляд, имеет инженерная и компьютерная графика. Знания программ автоматизированного проектирования в современных условиях, безусловно, поднимает уровень конструкторских разработок, следовательно, и уровень технического прогресса страны. Некоторые аспекты работы по внедрению компьютерных технологий и САПР в учебный процесс в нашем вузе приведены в статье. Введение систем автоматизированного проектирования должно быть приоритетным направлением образовательного процесса. В настоящее время предлагается внедрение в учебный процесс проектных работ, которые студенты выполняют совместно и получают при этом навыки работы в команде. Цель внедрения таких работ - приблизить учебный процесс к реальной работе. Развиваются такие навыки, как ответственность, самостоятельность и умение планировать время. Данная работа является заключительным этапом изучения указанных дисциплин, здесь необходимы все полученные знания в области начертательной геометрии, инженерной и компьютерной графики.
Ключевые слова: учебный процесс, начертательная геометрия, инженерная графика, компьютерные технологии, САПР
Вестник УГНТУ. Наука, образование, экономика. Серия экономика. № 2 (36), 2021
Development of educaton
KOMPAS-3D AS A TOOL FOR LEARNING GRAPHIC DISCIPLINES
In modern conditions, when information technologies are widely used in science and production, there is a need for students to acquire skills in working with computer-aided design programs. Study of the discipline «Descriptive geometry. Engineering and computer graphics», which is very difficult for students of technical disciplines, is the foundation for the development of design programs. In educational circles, there are disputes about the discipline «Descriptive geometry», here it should be noted that it plays an important role for the development of intelligence and spatial thinking of the student, not to mention the preparation of the student for the study of the second part of the discipline, i.e. the discipline «Engineering Graphics». Software tools are just a tool that contributes to the better assimilation of this discipline. A methodology should be developed so that the study of descriptive geometry is carried out more quickly, without costs, and more efficiently.
In our opinion, engineering and computer graphics play a huge role in the educational process. Knowledge of computer-aided design programs in modern conditions, of course, raises the level of design developments, therefore, the level of technical progress of the country. Some aspects of the work on the introduction of computer technology and CAD in the educational process in our university are given in the article. The introduction of computer-aided design systems should be a priority in the educational process. Currently, it is proposed to introduce design work into the educational process, which students carry out jointly, and at the same time acquire teamwork skills. The purpose of introducing such work is to bring the educational process closer to real work. Skills such as responsibility, independence and the ability to plan time are developed. This work is the final stage in the study of these disciplines, here all the knowledge gained in the field of descriptive geometry, engineering and computer graphics is needed.
Key words: educational process, descriptive geometry, engineering graphics, computer technologies, CAD.
При изучении графических дисциплин в вузе учебный процесс формируется исходя из ложной, на наш взгляд, концепции, в которой компьютерные технологии должны осваиваться позже, когда студент уже освоил методы проецирования и в достаточной степени развил пространственное представление, что само по себе дается, как показывает практика, нелегким трудом [1]. А ведь работа с трехмерными моделями деталей должна ускорить и качественно улучшить этот процесс. Формирование же этих моделей не представляет большой трудности, так как при этом студент может воспользоваться простыми методами построения трехмерных моделей: выдавливание, вращение, вырезание и т.д.; также студент использует элементарные понятия, такие как отверстие, скру-гление, фаски, ребро жесткости и т.д. На наш взгляд, основы моделирования следует давать в начале курса начертательной геометрии после ознакомления с разделом «Поверхности».
В конце курса с целью развития самостоятельности студента и приближения учеб-
ного процесса к реальной работе в настоящее время рассматриваются проектные работы. Особенность данной работы заключается в том, что она приближает студента к одному из этапов конструкторского процесса, требует комплекса знаний в области инженерной графики и позволяет глубже понять динамику образования конструкторского документа изделия - сборочной единицы [2]. На самом заключительном этапе, с целью пространственного представления сборочной единицы и получения навыков трехмерного моделирования, студентам предлагается разработать трехмерную модель сборки, используя системы автоматизированного проектирования. Данный этап студенты выполняют в мини-группе, разбивая большую задачу на мелкие и деля их между собой. Задача данной работы - приобрести опыт работы в команде.
Для разработки чертежей, трехмерных моделей деталей, сборки конструкторской документации используются системы автоматического проектирования (САПР). К таким программам относятся широко извест-
ные системы АВТОКАД и КОМПАС. Система КОМПАС является одним из лидирующих программных продуктов для построения двухмерных чертежей любой степени сложности, позволяет работать и в трехмерном пространстве. Для работы в системе КОМПАС необходимы не только соответствующие навыки работы, но и умение использовать основные правила построения чертежа, алгоритмы для построения взаимного пересечения геометрических объектов в пространстве, выполнять и читать чертежи деталей с учетом стандартов единой системы конструкторской документации (ЕСКД). Преимуществами использования систем автоматического проектирования (САПР) являются: 1) уменьшение времени, которое затрачивается на выполнение и подготовку конструкторской и технической документации; 2) повышение качества чертежей и технической документации.
Использование системы КОМПАС удобно тем, что можно создавать 2D-чертежи (плоские чертежи) на основе 3D-модели, при этом объемные модели и плоские чертежи ассоциированы между собой, т.е. любые изменения, внесенные в 3D-модель детали или сборки,
Развитие образования
автоматически отображаются на всех изображениях 2В-чертежей. Это дает возможность рассматривать комплекс чертежей и модель деталей сборки в целом, благодаря чему можно проработать всевозможные варианты решений конструирования, при этом сокращается время выполнения работы и увеличивается производительность труда [3].
К важному преимуществу программы КОМПАС относится поддержка ЕСКД при создании чертежей и документации. Другим преимуществом программы является наличие прилагаемых библиотек стандартных изделий, типовых элементов, с помощью которых можно создавать проточки, шпоночные пазы, отверстия, вставлять различные крепежные детали и т.д.
Использование КОМПАС-3Э в начертательной геометрии позволяет визуализировать процесс решения задачи, что способствует развитию пространственного мышления. Среди недостатков использования систем автоматизированного проектирования на начальном этапе изучения дисциплины -упущение самостоятельного и осмысленного пошагового решения задачи, так как процесс построения или решения задачи остается за
Рисунок. Изометрия фигуры с добавленными построениями Вестник УГНТУ. Наука, образование, экономика. Серия экономика. № 2 (36), 2021
Development of educaton
кулисами. Для выхода из данной ситуации можно использовать следующее: 1) на начальном этапе студент должен разработать 3D-модель задачи; 2) создать плоский чертеж на основе разработанной трехмерной модели; 3) используя алгоритмы построения, вручную завершить построение. На рисунке представлена изометрия фигуры по заданию с условным названием «двойное проницание». Здесь сфера с соосным коническим отверстием пересекается трехгранным призматическим отверстием. Добавлен алгоритм построения точек линий пересечения.
Выводы
В настоящее время информационные технологии являются неотъемлемой частью любой деятельности, в том числе они нашли широкое применение и в образовательной деятельности [4]. Компьютер - это удобный и мощный инструмент, с помощью которого решаются задачи любой сложности. Огромную роль компьютерные технологии приобретают в таких дисциплинах, как начертательная геометрия, инженерная графика, основы конструирования и САПР.
Список литературы
1. Семено В.А. Опыт использования САПР в учебном процессе // Вестник УГНТУ Наука, образование, Экономика, серия: Экономика. - 2019. - № 3 (29). - С. 133-142.
2. Савельев В.К. Выполнение геометрических построений начертательной геометрии в системе Компас-График // Актуальные проблемы теории и методики графических дисциплин: Материалы семинара-совещ. заведующих графических кафедр вузов России. - Пенза, 1999. - С. 15-21.
3. Орехов В.Б. Методология и программное обеспечение компьютерного обучения инженерной графике // Проблемы методологии и методики применения компьютерных технологий в графических дисциплинах: 3-я Российская конф., 25-27 января 1995. Тез. докл. - М., 1995. - С. 37-39.
4. Зиганшина Ф.Т., Мунирова Л.Н. Инновации в преподавании дисциплин «Начертательная геометрия» и «Инженерная графика» // Вестник УГНТУ Наука, образо-
Основные задачи использования компьютера при изучении указанных дисциплин следующие:
1) развитие пространственного представления путем использования в учебном процессе 3D-технологий. Здесь необходимо отметить, что использование программ 3D-моделирования вызывает рост интереса к данным дисциплинам;
2) реализация компетенций, предписанных государственными образовательными стандартами [5]:
- способность решать стандартные задачи профессиональной деятельности на основе информационной и библиографической культуры с применением коммуникационных технологий (ОПК-2);
- способность использовать современные информационные технологии, технику, прикладные программные средства при решении задач профессиональной деятельности (ОПК-3);
- способность участвовать в разработке технической документации, связанной с профессиональной деятельностью (ОПК-5).
вание, экономика. Серия: Экономика. - 2020. - № 4 (34). - С. 112-118.
5. Федеральный государственный образовательный стандарт высшего профессионального образования по направлению подготовки 13.03.01 (квалификация (степень) «бакалавр»), утвержденный приказом Минобрнауки РФ 01.10.2015 г. № 1081.
References
1. Semeno V.A. Experience of using CAD in the educational process // Bulletin of USPTU. Science, education, Economics, series: Economics. - 2019. - No. 3 (29). - P. 133-142.
2. Savelyev V.K. Implementation of geometric constructions of descriptive geometry in the Compass-Graph system // Actual problems of theory and methods of graphic disciplines: Materials of the seminar-meeting. heads of graphic departments of Russian universities. -Penza, 1999 . - P. 15-21.
3. VB nuts Methodology and software for computer training in engineering graphics //
Problems of methodology and methods of applying computer technologies in graphic disciplines: 3rd Russian Conf., January 25-27, 1995. Abstracts. report - M., 1995 . - P. 37-39.
4. Ziganshina F.T., Munirova L.N. Innovations in teaching the disciplines «Descriptive geometry» and «Engineering graphics»// Vestnik USNTU. Science, education, economics. Series: Economics. - 2020. - No. 4 (34). - P. 112-118.
Развитие образования
5. Federal state educational standard of higher professional education in the direction of preparation 03.13.01 (qualification (degree) «bachelor»), approved by order of the Ministry of Education and Science of the Russian Federation on 01.10.2015, No. 1081.
Вестник УГНТУ. Наука, образование, экономика. Серия экономика. № 2 (36), 2021
