Методика создания информационной технологии обучения начер-тательной геометрии на базе систем CAD/CAM

Методика создания информационной технологии обучения начертательной геометрии на базе систем CAD/CAM.

Демин В.А., Зубков В.А., Якунин В.И.

« МГИУ» - Московский Государственный Индустриальный Университет

109280, г.Москва, ул. Автозаводская,16,тел.: 674-63-77

e-mail: zubckow@msiu.ru

Начертательная геометрия является одной из фундаментальных наук, составляющих основу инженерно-технического образования. Начертательная геометрия изучает методы получения изображений пространственных фигур на плоскости и способы графического решения метрических и позиционных задач по этим изображениям .

Достижение требуемого качества обучения требует применения информационных технологий. Целью информатизации обучения является интенсификация образовательного (дидактического) процесса. При этом предусматривается разумное увеличение напряженности интеллектуального труда преподавателя и обучающегося, которая должна компенсироваться заранее продуманной организацией образовательного процесса и мерами по сохранению их состояния и здоровья. Взаимосвязанная деятельность преподавателя и обучающегося осуществляется с помощью средств обучения – носителей учебной информации (слайд, видео- и кинофильм, компьютерные и другие средства ). В средствах обучения сосредоточено педагогически отработанное содержание обучения. Появление в последнее десятилетие средств обучения, ориентированных на использование персональных компьютеров, существенно усилило возможности управления обучением и создало предпосылки для адаптивного обучения , следуя Золотареву А.А.( 1 ) . Адаптивное обучение обладает следующими признаками: замкнутое (с обратной связью), направленное (на конкретного обучающегося), автоматическое (без непосредственного участия преподавателя ).

В Московском Государственном Индустриальном Университете ( МГИУ ) на основе многолетнего опыта преподавания начертательной геометрии и компьютерной графики создана методика создания информационной технологии обучения на базе компьютерных средств обучения , включающих :

- компьютерный класс, оборудованный мультимедийным

проектором;

- системы CAD/CAM;

- компьютеризированный учебник;

- компьютеризированный задачник;

- компьютеризированный практикум (расчетно-графические

работы);

- автоматизированная система тестирования;

- компьютеризированный экзаменационный тренинг.

Компьютерный класс имеет 24 рабочих места для обучающихся и рабочее место преподавателя на базе персональных компьютеров, имеющих следующие основные характеристики:

- оперативная память: 512 МВ;

- емкость жесткого диска: 160 ГВ;

- тактовая частота: 3000 МHz;

- память видеокарты: 256 МВ;

- гибкий диск 3.5”;

- диск CD-R.

Компьютерный класс оснащен мультимедиа проектором MITSUBISHI XD205U с

с физическим разрешением 1024х768 и световым потоком - 2000 ANSI люмен.

В качестве базовых программных средств используется операционная система ОС WINDOWS/ XP PROFESSIONAL, стандартные приложения операционной системы, автоматизированные системы проектирования CAD/CAM/CAE/PDM PRO/ENGINEER и CAD/CAM KREDO.

Разработанная методика используется при построении информационных технологий обучения начертательной геометрии, компьютерной графике и основам автоматизированной подготовки программ для станков с числовым программным управлением (ЧПУ).

Типовой информационный блок автоматизированного учебника включает следующие компьютерные модули:

- оглавление (введение, разделы, темы, заключение,

приложения, литература);

- текстовые материалы;

- чертежи;

- контрольные вопросы;

- тесты.

Типовой информационный блок автоматизированного задачника включает следующие компьютерные модули:

- оглавление (разделы, темы, номера и тексты задач );

- текстовые материалы (методические указания по решению

задач);

- чертежи (решения типовых задач);

- контрольные вопросы;

- тесты.

Типовой информационный блок автоматизированного практикума (расчетно-графических работ ) включает следующие компьютерные модули:

- оглавление (варианты заданий);

- чертежи (образец выполненного задания);

- текстовые материалы (методические указания по

выполнению задания);

- контрольные вопросы;

- тесты.

Типовой информационный блок автоматизированного экзаменационного тренинга включает следующие компьютерные модули:

- оглавление (номера и тексты билетов);

- текстовые материалы (основные теоретические положения);

- чертежи (решения задач);

- контрольные вопросы;

- тесты.

Текстовые материалы создаются при помощи текстового редактора MS WORD, а чертежи при помощи системы CAD/CAM/CAE/PDM PRO/ENGINEER. Взаимосвязь текстового редактора MS WORD и системы CAD/CAM осуществляется через гиперссылки.

Автоматизированная система тестирования разработана Центром Компьютерных Технологий МГИУ (ЦКТ МГИУ) , состав и содержание тестов в каждой дисциплине разрабатывается соответствующей кафедрой МГИУ.

Оглавление автоматизированного задачника имеет структуру, показанную на рис.1., а оглавление автоматизированного практикума – структуру, показанную на рис.2. Оба оглавления включают гиперссылки на чертежи , выполненные в системе CAD/CAM.

Пример компоновки чертежа автоматизированного задачника для задачи номер 80 представлен на рис.3. , она включает графические данные задачи и ее графическое решение. Пример компоновки чертежа практикума для варианта 12 показан на рис.4.

Рис.1 . Структура оглавления автоматизированного

задачника .

ОГЛАВЛЕНИЕ.

1. Введение.

2. Принятые условные обозначения.

3. Общие методические указания.

4. Раздел 1. Точка, прямая, плоскость и

их взаимное расположение.

4.1 Основные геометрические положения.

4.2 Задачи.

Задача 9.

Построить следы прямой m(m’,m”).

5. Раздел 2. Многогранники.

5.1 Основные геометрические положения.

5.2 Задачи.

Задача 40.

Построить сечение пирамиды плоскостью

общего положения П(h0’, f0”) .

6. Раздел 3. Способы преобразования чертежа.

6.1 Основные геометрические положения.

6.2 Задачи.

Задача 53.

Определить натуральную величину треугольника

АВС способом плоскопараллельного перемещения .

7. Раздел 4. Криволинейные поверхности .

7.1 Основные геометрические положения.

7.2 Задачи.

Задача 80.

Построить проекции лини пересечения поверхностей тора

и конуса.

8. Контрольные вопросы.

Рис.2 . Структура оглавления автоматизированного

практикума .

ОГЛАВЛЕНИЕ.

1. Введение.

2. Принятые условные обозначения.

3. Общие методические указания.

4. Раздел 1. Построение линии пересечения

двух плоскостей.

Определение видимости фигур.

4.1 Основные геометрические положения.

4.2 Методические указания .

4.3 Варианты заданий.

Вариант 7.

5. Раздел 2. Способы преобразования чертежа.

Замена плоскостей проекций.

5.1 Основные геометрические положения.

5.2 Методические указания .

5.3 Варианты заданий.

Вариант 23

6. Раздел 3. Способы преобразования чертежа.

Вращение вокруг линии уровня.

5.1 Основные геометрические положения.

5.2 Методические указания .

5.3 Варианты заданий.

Вариант 18.

7. Раздел 4. Способы преобразования чертежа.

Плоскопараллельное перемещение.

7.1 Основные геометрические положения.

7.2 Методические указания .

7.3 Варианты заданий.

Вариант 12.

8. Раздел 5. Пересечение криволинейных поверхностей.

Определение видимости фигур.

7.1 Основные геометрические положения.

7.2 Методические указания .

7.3 Варианты заданий.

Вариант 15.

9. Контрольные вопросы.

Рис. 3.

Задача 80.

Построить проекции линии пересечения поверхностей конуса и тора

а) исходные графические данные

б) графическое решение

Рис. 4

Задача 12

Определить высоту пирамиды (расстояние от точки S до плоскости треугольника ABC). Задачу решать способом плоскопараллельного перемещения.

а) исходные графические данные пирамиды

б) графическое решение