CC BY
41
4. Васильева О.А., Воронин А.М. Учебно-методическое пособие по проектированию и изготовлению современной одежды для студентов педагогических вузов и учителей школ. - Брянск: РИО БГУ, 2009. - 37 с.
5. Медведева Т.В. Художественное конструирование одежды: учеб. пособие. - М.: ФОРУМ: ИНФРА - М, 2003. - 480 с.
6. Российская Федерация. Федеральный закон об образовании в Российской Федерации № 273-ФЗ от 29.12.2012 - Ростов н/Д: Легион, 2013.- 208с.
7. Симоненко В.Д. Обучение учащихся V-XI классов проектной деятельности. Монография - М.: Вентана Граф, 2005. - 212 с.
8. Ткаченко Е.В., Кожуховская С.М. Дизайн-образование. Теория, практика, траектории развития / - Тка-ченко Е.В., Кожуховская С.М. - Екатеринбург, 2004. - издательство «АКВА-ПРЕСС», 2004. - 240 с.
9. Профессиональный стандарт «Педагог профессионального обучения, профессионального образования и дополнительное профессиональное образование». [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://fgosvo.ru/uploadfiles/profstandart/01.004.pdf (дата обращения 10.02.16г.).
Об авторе
Васильева О.А. - специалист отдела учебно-производственных практик УМУ Брянского государственного университета имени И.Г. Петровского, [email protected]
УДК 378.12
ПРОФИЛЬНАЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ПОДГОТОВКА СПЕЦИАЛИСТОВ НА ОСНОВЕ ВЫСОКО-ИНТЕГРИРОВАННЫХ КОСТРУКТОРСКО - ТЕХНОЛОГИЧЕКСКИХ СИСТЕМ КЛАССА
СAD/CAM/CAPP
А.М. Воронин
В статье рассматриваются теоретические предпосылки и практические подходы по применению компьютерных образовательных технологий в процессе обучения студентов факультета технологии и дизайна, а также в организациях профессионального образования Брянской области.
Ключевые слова: профессиональное образование, информационные технологии, CAD/CAM - системы, комплексная информатизация в процессе обучения.
В современных условиях от выпускников организаций среднего и высшего профессионального образования требуется высокая квалификация, широкий технический кругозор и способность к быстрому овладению более совершенными трудовыми умениями и навыками и информационно-технологической культурой, которая приобретает большую значимость и обуславливает иной качественный подход в профессиональном образовании. Учитывая требования Федерального закона «Об образовании в Российской Федерации» в части реализации образовательных технологий и электронного обучения [3, ст.13, п.2] и современных требований к профессиональному образованию, научно-исследовательский коллектив факультета технологии и дизайна Брянского государственного университета пришел к выводу о необходимости реализации системной модели обучения, сочетающей инновационные технологии обучения, квалификационный и компетентностный подходы в образовательной деятельности. Это способствует повышению эффективности образовательного процесса, развитию авктив-ности и самостоятельности студентов, как субъектов этого процесса [2].
Наиболее эффективными в образовательной деятельности студентов оказались интегрированные компьютерные системы, содержащие программные модули, ориентированные на выполнение обучающимися нескольких видов деятельности: геометрическое моделирование, технологическая подготовка производственных процессов и управление изготовлением изделий. Это объективно-ориентированные системы, работающие на уровне трехмерных компьютерных геометрических моделей.
При изучении студентами технических дисциплин мы пришли к выводу, что для повышения качества усвоения учебного материала необходимо создание виртуальной образовательной среды со следующими элементами обучения: электронными версиями теоретического материала, анимационными рамками, иллюстрирующими различные виды обработки, приемы наладки и эксплуатации оборудования 3D моделями режущего инструмента, приспособлений, станочного и вспомогательного оборудования, методическими указаниями и заданиями для практических занятий, тестами для контроля знаний.
В настоящее время на базе, имеющейся на факультете лаборатории, применяются интегрированные компьютерные системы конструкторско-технологической подготовки студентов, позволяющие в процессе проектирования моделировать на экране этапы металлообработки на плоскости и в объеме, что позволяет убедиться в эффективности выполненных разработок. При внедрении данных систем особое внимание уделяется применению компьютерных имитаторов-тренажеров различного оборудования. Это тренажеры поведенческого типа, ко-
торые отражают ситуации, близкие к производственным, и включают освоение способов обработки информации, а также все этапы и операции профессиональной деятельности. Программное обеспечение для персонального компьютера позволяет от начала до конца смоделировать технологический процесс изготовления детали на станке - от настройки станка и установленных на нем приспособлений и инструментов для визуализации процесса обработки до выполнения технологических операций.
Основным направлением работы лаборатории, на базе которой проводятся исследования по выпускным квалификационным работам, является освоение интегрированных систем автоматизированной конструкторско-техно-логической подготовки производства. Учебные CAD/CAM компьютерные программы играют важную роль в формировании у студентов образно-геометрического мышления. При подборе программных продуктов учитываются следующие педагогические требования: подбор инструментальных средств, обеспечивающих решение всех учебно - методических задач, встроенной системы помощи, простых инструкций, а также возможности для быстрого написания и переработки методических указаний, средств создания и использования геометрических баз данных.
За основу была принята отечественная система автоматизированного проектирования (САПР) ADEM (CAD/CAM/CAPP) [1]. Она позволяет автоматизировать весь процесс подготовки производства - начиная от конструкторских разработок конкретных деталей и заканчивая подготовкой технологической документации и управляющих программ для станочного оборудования с числовым программным управлением. Все разработки выполняются в строгом соответствии с требованиями ЕСКД и ЕСТД.
Для повышения эффективности проектирования на факультете разработан несложный и не требующий от студентов специальной подготовки «Компьютерный конструктор-разработчик электрических схем». Разработка выполнена также на базе интегрированной конструкторско-технологической системы ADEM, где использована простейшая, свободно распространяемая, её версия ADEM 7,0 Super Light. Эта программа имеет базу данных условных обозначений эклектических схем, которая была использована для разработки шаблона конструктора. Конструктор представляет собой стандартный формат A4 с основной надписью по ЕСКД, выведенный на рабочее поле системы.
По периметру формата располагаются условные обозначения электросхем, выполненные по ГОСТ. Каждая фигура ещё имеет условленное буквенное обозначение и текст полного названия, что упрощает их выбор при проектировании. Так как пространство для размещения фигур ограничено, то их набор соответствует тематике выполняемых заданий и обновляется по мере изучения различных тем.
Для управления конструктором к формату примыкает панель управления, на которой всего четыре клавиши, необходимые для составления электросхемы («Выделение», «Перенос», «Поворот на 90°» и «Соединение»), что упрощает действия при проектировании.
Для сохранения выполненной разработки и её распечатки выделяется формат А4 с представленной электрической схемой. В таком виде, соответствующем требованиям ЕСКД, разработка подшивается к отчёту о выполненной работе.
Реализация системы автоматизированного проектирования на факультете позволила студентам направлений «Техносферная безопасность (защита в чрезвычайных ситуациях)», «Педагогическое образование (технология и безопасности жизнедеятельности)», «Профессиональное обучение (информатика, вычислительная техника)» повысить успеваемость, качество осваиваемых знаний и профессиональных умений по модулям: прикладной механики (теоретическая механика, сопротивление материалов, теория механизмов и машин), электротехники, компьютерному проектированию.
2013-2014 2014-2015 2015-2016
№ Направление учебный год учебный год учебный год
п/п (профиль) Успев., Качество, Успев., Качество, Успев., Качество,
% % % % % %
1 «Техносферная безопасность (защита в чрезвычайных ситуациях)» 85,3 61,8 88,35 75,65 95,1 81,5
2 «Педагогическое образование (технология и безопасности жизнедеятельности)» 92,6 73,2 95,35 83,1 97,6 85,3
3 «Профессиональное обучение (информатика, вычислительная техника)» 82,4 55,9 86,7 60,00 87,5 68,8
Глубокими и содержательными являются исследования студентов - выпускников при выполнении выпускных квалификационных работ. Так, например, студенты направления «Профессиональное обучение (информатика, вычислительная техника)» осуществляют разработку электронных средств обучения, способствующих качественному усвоению учебного материала обучающимися организаций среднего профессионального образования. Выпускники 2016 года заочной формы обучения на государственной аттестации показали высокие знания - средний балл составил 4,43, а по результатам защиты ВКР - 4,56 балла.
Выпускные работы студентов внедряются в образовательную практику. Так, практическое применение получила выпускная квалификационная работа 2015 года студентки Солдатченковой С.Н. «Реализация компьютерных технологий в изучении черчения учащимися 8-9 классов общеобразовательных организаций», работа студента ОЗО 2016 года Витюгова В.А. «Развитие пространственного воображения у студентов профессионального образования с использованием систем автоматизированного проектирования» и другие.
По итогам работы факультета авторский коллектив постоянно вносит предложения по совершенствованию учебного процесса профессиональной подготовки студентов образовательных организаций в соответствии с требованиями работодателей региона. В совместных мероприятиях отражается программа подготовки преподавателей, оснащение учебного процесса методическими пособиями, подбор соответствующего программного обеспечения и лабораторного оборудования, разрабатывается дорожная карта внедрения комплексной информатизации учебного процесса. Основным связывающим звеном мероприятий по комплексной информатизации учебного процесса является межпредметная интеграция учебных дисциплин на базе функциональных возможностей CAD/CAM системы, ориентированной на будущую специальность студентов. В этой работе объединяются усилия преподавателей математического и естественнонаучного, общепрофессионального и специального междисциплинарного циклов на целенаправленное формирование компетенций будущего специалиста согласно требованиям ФГОС и запросам работодателей Брянской области.
Отправной точкой реализации мероприятий по информатизации учебного процесса является организация подготовки преподавательского состава, которая проводится силами преподавателей БГУ. Курсы подготовки по освоению системы CAD/САМ/САРР состоят из двух этапов. На первом этапе производится изучение основ компьютерной графики и 3D моделирования для работы в модуле CAD, эти знания являются базовыми для преподавателей всех учебных дисциплин технического профиля. На втором этапе производится дифференцированное обучение по применению системы CAD/САМ/САРР в соответствии с предметной специализацией каждого преподавателя (информатика, графика, материаловедение, САПР и т.д.). Такие курсы были проведены с преподавателями организаций среднего профессионального образования Брянской области: Брянского строительно - технологического техникума, Брянского техникума машиностроения и автомобильного транспорта, Клинцовского индустриального техникума, Брянского техникума энергомашиностроения и радиоэлектроники, Брянского техникума профессиональных технологий и сферы услуг, Новозыбковского промышленного техникума, Клинцовского технологического техникума. В настоящее время с этими организациями ведется совместная работа по проектированию образовательной среды.
При подготовке специалистов технологического профиля реализуется принцип «сквозного проектирования»: от разработки чертежа детали, технологического процесса механической обработки, управляющей программы для оборудования с ЧПУ в системе CAD/CAM/CAPP до её обработки на малогабаритных токарном или фрезерном станках с ЧПУ Это станочное оборудование поставляется с открытой (компьютерной) системой ЧПУ, что способствует проведению обучения с использованием различных модификаций систем управления (Sinumeric, Fanuk и др.). Освоение технологической части подготовки производства дополняется использованием ПО SYMplus и MTS, позволяющих изучать основы технологии ЧПУ и проводить моделирование обработки с помощью компьютерных эмуляторов станочного оборудования. Процесс обучения специалистов для сварочного производства включает в себя автоматизированную разработку конструкторской и технологической документации для выполнения сварочных работ с помощью системы CAD/CAM/CAPP. Практическая отработка сварочных операций выполняется на компьютеризированном малоамперном тренажере сварщика МТДС-05М. Тренажер имитирует сварочный процесс получением сварочной дуги без плавления материала образца и электрода и позволяет реализовать процессы ММА, MIG/MAG с возможностью контроля параметров действий сварщика.
Использование данных технологий с применением средств комплексной информатизации учебного процесса на базе интегрированных компьютерных конструкторско-технологических систем позволяет вести эффективную подготовку на базе Брянского государственного университета специалистов технического профиля для предприятий, оснащенных современным автоматизированным оборудованием и реализующих информационные технологии.
The article deals with the theoretical background and practical approaches to the application of computer technology in the educational process of teaching students of the Faculty of Technology and Design, as well as in the organization of professional education the Bryansk region.
Keywords: vocational training, information technology, CAD / CAM - systems, complex information in the learning process.
Список литературы
1. ADEM CAD/CAМ/CAPP. Черчение, моделирование, механообработка./Авторы: Быков А.В., Силин В В., Семенников В.В., Феоктистов В.Ю.- СПб.: БХВ - Петербург, 2003. - 320с.
2. Гурье Л.И., Кирсанов А.А., Кондратьев В.В., Ярмакеев И.Э. Интегративные основы инновационного образовательного процесса в высшей профессиональной школе: Монография. - М.: ВИНИТИ, 2006. - 224 с.
3. Федеральный закон от 29.12.2012 N 273-ФЗ «Об образовании в Российской Федерации»: [Электронный ресурс]. Режим доступа: www.consultant.ru.
4. Чайкин А.С., Селезнев В.А. CAD/САМ системы в подготовке специалистов для машиностроения. -Монография. -LAP LAMBERT Academic Publishing GmbH& Co/KG. - Saarbrucken, 2015.- 158с.
Об авторе
Воронин А.М. - кандидат педагогических наук, профессор, декан факультета технологии и дизайна Брянского государственного университета имени академика И.Г.Петровского.
УДК 371.24+371.212
ТЕОРИЯ ФУНКЦИЙ В МЕТОДОЛОГИИ ТЕОРЕТИЧЕСКОГО ТИПА МЫШЛЕНИЯ: ТЕОРЕТИКО-МОДЕЛЬНЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ УРОВНЯ ОБЩЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
В.И. Горбачев
В статье проводится анализ развития функций в содержании общего математического образования. Изучаемые классы конкретных функций исследуются в модельно-теоретическом подходе. Установлены структура функциональных моделей, закономерности их изучения с позиции формирования теоретического типа мышления.
Ключевые слова. Теоретический тип мышления в дидактике, содержательно-теоретический подход обучения математике, модели функций общего математического образования.
Введение. В теоретических исследованиях, нормативном описании целей, содержания общего математического содержания ведущими в учебном предмете «Математика» признаны идея гуманитаризации, развития личности учащихся и идея общей культуры. Развивающая функция в обучении математике связывается, в основном, с развитием мышления - «прежде всего формирование абстрактного мышления, способности к абстрагированию и умение «работать» с абстрактными «неосязаемыми» объектами, логического (дедуктивного) мышления, алгоритмического мышления, таких качеств мышления как сила и гибкость, конструктивность и критичность... » (Г.В. Дорофеев [1], А.Н. Колмогоров [2, 3], А.Г. Мордкович [4]). Общекультурный подход отражает «громадный запас общечеловеческих и общекультурных ценностей, которые накопила математическая наука в ходе своего развития для формирования духовной сферы человека, интеллектуальных и морально-этических компонентов человеческой личности»[1, 5].
Функционально-графическая содержательно-методическая линия (идея функциональной зависимости, учение о функциях, адаптированная учебная математическая теория функций), «учение о числе, учение об измерении величин, учение об алгебраических операциях, понятие о преобразовании, понятие об аксиоматическом методе, учение об уравнениях, развитие логического мышления учащихся» (С.И. Новоселов [6]) формируют основу (ядро) общеобразовательного курса математики [7, 8].
На протяжении более чем полувековых методико-математических дискуссий о содержании, уровнях представленности учащимся теории и моделей функций, наряду с личностной, общекультурной целями, в достаточной степени отражены, разработаны мировоззренческая (прикладная) и методологическая цели, обоснована лидирующая роль функционально-графической линии в интеграции содержательно-методических линий общеобразовательного курса математики [9, 10]. Значимыми, реализуемыми в практике учебников алгебры и начал анализа направлениями методики изучения функционально-графической линии выступают:
- различные подходы к введению понятия функции, способам формирования теоретико-функциональных представлений [11, 12, 13];
- формирование фундаментальных понятий композиции функций, обратной функции, понятий непрерывности, предела функции, первообразной и определенного интеграла в условиях определенной проекции представлений современной математики на уровень общего образования [14, 15];
- выделение базовых классов числовых элементарных функций и свойств знакопостоянства, монотонности, периодичности, их исследования с помощью аппарата производных [1, 8,14, 15].
При всем многообразии исследований развивающая функция математического образования понимается в значительной мере в математическом плане - как развитие абстрактного логического мышления. Представления развития деятельностной теории учения зачастую имеют обыденный уровень реализации, не вписываются в устоявшиеся историко-математические традиции обучения, в нормативных документах, в авторских концепциях имеют ограниченную сферу выраженности.
Исследование функционально-графической линии в содержании теории развивающего обучения Д.Б. Эль-конина, В.В. Давыдова[16, 17] осуществляется в системе ее психолого-дидактических закономерностей - в целостном системно-структурном представлении, в условиях восхождения от абстрактного к конкретному, в учебной математической деятельности.
Пространственно-теоретический подход в изучении понятия функции. В абстрактной аналитико-синтети-ческой деятельности математического отражения закономерностей реального мира понятие функции выступает фундаментальной абстракцией второго порядка:
- в математической деятельности выкристаллизованы абстракции числа, точки, вектора, геометрической фигуры, события, выделены процедуры оперирования, классы абстрактных объектов, целостные пространства;
- в пространствах абстрактных объектов установлены определенные взаимосвязи объектов, классов, операций, свойств;
- в исследовании взаимных связей сконструированных пространств абстрактных объектов выделена абстракция функциональной зависимости - зависимости с однозначно определенным образом;
- счет как функция натурального аргумента, измерение как функция со значениями в числовом пространстве, метрические функции длины, площади, объема, функции равенства, подобия в точечном пространстве,
