Компьютерное моделирование на уроках инженерная графика
статья на тему

Игнатова Елена Викторовна

«Компьютерное моделирование на уроках инженерной графики»

ГБПОУ «Армавирский механико-технологический техникум»

Средства визуального отображения графической информации широко используются во всех сферах жизни общества. Перестройка проектно-конструкторской деятельности предприятий на основе новых информационных технологий требует от средних специальных учебных заведений подготовки специалистов, владеющих средствами компьютерной графики и автоматизированного проектирования изделий.

У студентов техникума должно быть сформировано целостное представление о возможностях компьютерной графики. Необходимо эффективно сочетать технологии выполнения чертежей ручным и машинным способом. Инженерная графика - одна из самых сложных и трудоемких дисциплин общетехнического цикла. Перспективы использования компьютеров на уроках инженерной графики давно находятся в центре внимания. Не секрет, что студенты с большим удовольствием работают на компьютере, чем выполняют чертежи вручную. Наша задача - заинтересовать учащихся, дать им возможность получить первоначальные навыки выполнения чертежей на компьютере.

Но к моменту освоения машинной графики студент должен достичь определенного уровня знаний по теории инженерной графики, иметь твердые навыки выполнения чертежей. Кроме того,  необходимы базовые знания по информатике.

Для выполнения чертежей на компьютере необходимы следующие средства:

1.  Компьютерный класс;

2. Программное обеспечение (для реализации такого курса используется КОМПАС-3D LТ V12)

3.  Периферийные устройства - принтеры А4 формата.

В 2007 году нами были разработаны «Практические занятия с использованием информационных технологий». Такая форма проведения занятий помогает развить пространственное мышление, приобрести знания и умения выполнения чертежей на основе современных технологий. Кроме того, эти знания в дальнейшем могут быть использованы при выполнении курсовых и дипломных проектов.

Такая форма практического занятия с использованием информационных технологий была продемонстрирована на открытом уроке на тему: «Неразъемные соединения».

Современные электронно-вычислительные машины позволяют перейти от традиционных, ручных методов разработки конструкторской документации к новым информационным технологиям с использованием специализированных программных средств. При этом полученная документация полностью соответствует стандартам ЕСКД по качеству исполнения документов. При таком подходе к конструированию применение компьютеров не устраняет чертеж как основу конструирования, а компьютер служит «электронным кульманом» значительно ускоряющим процесс создания новых изделий. Создание трехмерных геометрических моделей проектируемых изделий обеспечивает переход на более высокий качественный уровень конструирования.

КОМПАС-ГРАФИК является наиболее простой и удобной программой при выполнении чертежей.

Использование компьютера на уроках инженерная графика позволяет:

- улучшить результаты работы, используя индивидуальный подход;

- воспитать самостоятельность, наблюдательность, точность в построениях;

- активизировать самостоятельную работу студентов;

- повысить их мотивацию к учению, его качество,  успеваемость;

- растет профессионализм преподавателя.

В настоящее время результаты деятельности людей в большой степени зависят от информированности и способности эффективно использовать новую информацию.

Невозможно представить современное промышленное предприятие или проектно-конструкторское бюро без компьютеров и специальных программ, предназначенных для разработки конструкторской документации или проектирования. Применение вычислительной техники в области проектирования стало свершившимся фактом и доказало свою высокую эффективность. Рыночные отношения и жесткая конкуренция заставляют руководителей предприятий и специалистов заниматься вопросами    автоматизации    проектно-конструкторских    и        технологических отделов.

Это определило актуальность нашей темы, которая заключается в необходимости   широкого внедрения современных информационных технологий в различных сферах деятельности студентов. Умение правильно, оптимально и безвредно применять компьютер в обучении в целом.

Задачи обучения компьютерной графике:

1.   Формирование     творческого     воображения,     образно-графического      и технического мышления.

2.  Овладение   компьютерными   технологиями   для   получения   графических изображений.

3.    Значительное ускорение процесса создания чертежей.

4.    Повышение инженерно-информационной культуры студента.

Переход на автоматизированное проектирование позволило сократить не только сроки разработки конструкторской и технологической документации, но и существенно повысить качество создаваемых изделий и выпускаемых документов. Компьютерные программы становятся необходимой частью учебного процесса.

На краевой конкурс «Лучшая научно-исследовательская, экспериментально-конструкторская, творческая работа» студентами Лагойдой Виталием, Сазоновым Олегом было представлено исследование на тему: «Применение программы «КОМПАС-ГРАФИК» при выполнении чертежей неразъемных соединений» в номинации: информационные технологии в профессиональной деятельности. В ходе работы студенты изучили программу «КОМПАС-ГРАФИК», научились выполнять объемные изображения сварных изделий, узнали способы создания ассоциативных чертежей трехмерных деталей. Они определили информированность студентов о компьютерном способе выполнения чертежей,  изучили   отношение   студентов   к   различным   способам   выполнения чертежей.

Проделав работу, исследователи пришли к следующим выводам:

Более половины учащихся интересуются компьютерными технологиями выполнения чертежей, обеспечивающие создание, редактирование, хранение и тиражирование графических работ. Самый предпочтительный способ выполнения чертежей - машинный способ. Преимущества очевидны: точность, аккуратность, меньшая трудоемкость выполнения чертежа, творческий процесс выполнения объемных моделей, большие возможности программы, например: создание видов, разрезов, сечений по аксонометрическим проекциям.

Необходимо уметь выполнять чертежи на компьютере - считают около 80% студентов нашего техникума. К сожалению, меньше всего учащиеся знают о всех возможностях и преимуществах программы «КОМПАС-ГРАФИК», т. к. необходимо иметь возможность и дома работать в этой программе. Большинство студентов приезжие (около 80%), живут на квартире, в общежитии и компьютерный зал отсутствует.

Более половины студентов нашего техникума умеют чертить на компьютере, оформлять пояснительные записки, выполнять схемы. При этом 42% учащихся АМТТ считают, что необходимо увеличить количество уроков с использованием компьютерных технологий. Это развивает у студентов интерес, желание усовершенствоваться, поднять свои знания на более высокий уровень.

Студенты, изучившие основы трехмерного моделирования, становятся специалистами высокого класса, обладающими всеми необходимыми в современных условиях профессиональными навыками. Это необходимо для того, чтобы молодой специалист пришел на производство, в конструкторское или технологическое бюро, подготовленным для эффективного использования современных методов автоматизированного проектирования.

На уроках «Инженерной графики» работа ручная должна быть совмещена с машинной. В техникуме на современном этапе стоят следующие учебно-воспитательные задачи: формирование основ компьютерной инженерной графики, умение составлять чертежно-графическую документацию с помощью САПР проектирования, трудовая и профессиональная подготовка студентов к условиям современного производства, а для этого студентов необходимо научить чертить как вручную, так и на компьютере.

Но творческий потенциал человека никакой вычислительной техникой не заменить. Поэтому разработка свежих идей и концепций создания новой техники остается прерогативой будущих техников и инженеров.

Так, например, студентами третьего курса  выполняются, с помощью компьютерной графики, курсовые работы по дисциплине «Детали машин» на тему «Привод технологической машины». В двух проекциях вычерчивается в программе КОМПАС-3D LТ V12 сборочный чертеж редуктора и составляется спецификация. В текстовом редакторе КОМПАС оформляется пояснительная записка. Знания по инженерной графике находят достойное применение на других дисциплинах. Студентами создаются и сохраняются фрагменты сборочных единиц изделий, используется  библиотека программы КОМПАС стандартных изделий: подшипников, шпонок, крепежных изделий и т.д. Мастерствстудентов растет из года в год.

По новой программе в федеральном государственном образовательном стандарте СПО предусмотрен  предмет «Компьютерная графика» для специальности 151031 «Монтаж и техническая эксплуатация промышленного оборудования». В результате возможности студентов растут, и они могут выйти на новый уровень выполнения дипломного проекта.

Стремительное развитие информационных технологий непосредственно влияет на  изменение содержания, методов и организационных форм образования. При этом перед педагогами встает вопрос соотношения применения традиционных составляющих учебного процесса и новых информационных технологий. Бесспорно то, что использование информационных технологий обучения открывает значительные возможности для стимулирования познавательного интереса, повышения познавательной активности студентов, индивидуализации и дифференциации обучения, возрастания эффективности самостоятельной работы, что приводит к существенному повышению качества подготовки студентов. Но нельзя забывать и о том, что информационные технологий в образовании необходимо применять только в тех случаях, когда это дает реальные преимущества перед традиционными формами обучения.

Для повышения познавательного интереса к дисциплине «Инженерная графика»    каждый год в рамках месяца механика проводятся различные мероприятия: с использованием средств мультимедиа, компьютера. Например, разнообразные игры: интеллектуальная игра «Слабое звено»,  деловая игра «Ворошиловский стрелок», логическая игра «Балда» и т.д.

Любая игра в той или иной форме создают студенту пространство для самовыражения. При этом плоды их творчества могут оказаться доступными и востребованными. И это тоже очень важно. Кстати, факт востребованности вызывает у студентов и повышенное чувство ответственности за выполняемую работу.

Таким образом,  игра в практико-ориентированных технологиях подготовки студентов фактически становится основной и необходимой с точки зрения потребления новых знаний, способствует повышению профессионального уровня, а в конечном итоге является одним из основных методов активизации самостоятельной работы. «Знать - это значит уметь применять знания, которые должны быть активными, развивающимися» -говорил еще В.А. Сухомлинский. При таком подходе знания студентов не являются конечной целью, а служат лишь средством для их дальнейшего развития. Применение деловых, логических, интеллектуальных игр в процессе подготовки технологов, механиков способствует, по нашему мнению, саморазвитию и самоорганизации, как студентов, так и преподавателей.
        Не подлежит сомнению, что успешное освоение инженерной графики, способствует более легкому изучению других дисциплин графического цикла.

При уменьшении часов аудиторных занятии постоянно растет объем предлагаемых студентам знаний, что требует оптимизации  времени учебного  процесса.  На самостоятельную подготовку студентов отводится   все   больше   часов,   что   является   возможным   благодаря   компьютерным технологиям, на   основе   которых   постоянно   совершенствуются   средства   обучения,   частично заменяющие преподавателя, которому ранее полностью принадлежала обучающая функция.

На уроках инженерной графики после изучения каждого раздела учебного материала проводится АСТ тестирование. Адаптивная система тестирования позволяет проверить знания учащихся, выявить пробелы в теоретическом материале и вовремя принять меры студентам и преподавателям.

Одним из главных критериев готовности специалиста к профессиональной    деятельности    является самостоятельная работа и творческое использование приобретенных знаний.

Студенты активно участвуют в интернет - экзаменах по дисциплине «Инженерная графика» и дают результат 90-95% знания предмета.

Также у нас есть видео уроки по обучению компьютерной графики в программе АВТОCAD и КОМПАС. Проводятся консультации для лучшего усвоения материала и использования компьютерных технологий. Для обмена новой информацией в области черчения работает кружок «ГРАФИКИ».

Инженерная графика - одна из немногих учебных дисциплин, которая идеально интегрируется в компьютерные технологии и предполагает возможность широкого использования интерактивных дидактических средств, автоматизированных обучающих систем, мультимедийных средств представления информации, тестового контроля. Например, в нашем читальном зале есть электронные учебники  «Основы инженерной графики» под редакцией Рывленой А.А.

Главное преимущество электронного учебника это возможность интерактивного взаимодействия между студентом и элементами учебника. Уровни ее проявления изменяются от низкого и умеренного, при перемещении по ссылкам, до высокого при тестировании и личном участии студента в моделировании процессов.

Очевидно, что использование новых технологий обучения студентов, возможность создания мультимедийных учебников, электронных книг и интерактивных энциклопедий способствует индивидуализации учебного процесса с учетом уровня подготовки студентов и их способностей, а также способствует повышению эффективности и наглядности учебного процесса.

Применение современных компьютерных технологий предоставляет большие возможности, как преподавателю, так и студентам, позволяет решать широкий круг задач, таких как высвобождение преподавателя, осуществление индивидуального подхода,  содействие самостоятельной и творческой работе студента, поддержка коллективной работы.

В заключение следует отметить, что использование компьютерных технологий в инженерном образовании стало социально-экономической потребностью, а инженерное графическое образование, реализуемое без применения информационных технологий, не может считаться современным.