Применение инновационных технологий при изучении инженерно-графических дисциплин

Т.С. Москалева,

зав. каф., к.т.н., доц., eg@samgtu.ru,

А.Б. Пузанкова,

к.п.н., доц.,

СамГТУ, г. Самара

Определяется роль информационных технологий в обучении инженерной графике. Рассматриваются дополнительные возможности внедрения в учебный процесс информационно-образовательных ресурсов

The work defines the role of information technologies in the teaching of engineering graphics. It also describes the possibilities of information resources application in the learning process

По мере внедрения современных информационных технологий в учебный процесс происходит расширение педагогических приемов и методов формирования и развития инженерно-графических компетенций студентов. На кафедре инженерной графики СамГТУ ведется постоянная исследовательская работа, направленная на изучение влияния современных информационных технологий на качество учебного процесса.

Использование компьютерных технологий позволяет создавать пространственные модели объектов различной сложности. Наглядность и быстрота выполнения пространственных моделей на ЭВМ, возможность гибкого изменения разработок делают компьютерное моделирование предпочтительным в сравнении с традиционными способами.

Геометрическое трехмерное моделирование осуществляется на основе прямого оперирования пространственными объектами, а не их проекциями. Этот доступный для студентов вариант проектирования становится неотъемлемой частью изучения инженерно-графических дисциплин.

На начальных этапах обучения при решении классических позиционных и метрических задач по начертательной геометрии студенты часто испытывают затруднения. Решение задач такого типа с помощью 3D-моделирования помогает расширить и углубить знания по этому предмету за счет наглядности отображения поверхностей средствами компьютерной графики. Построение поверхностей осуществляется в трехмерном редакторе в виде твердых тел или поверхностей, а затем ассоциативно на плоскости в виде проекций и аксонометрических изображений (рис. 1.), что способствует более интенсивному развитию инженерно-графического мышления обучаемых.

рис. 1 Моделирование по теме «Комплексный чертёж точки»

Методы моделирования геометрических объектов, рассматриваемые в теории начертательной геометрии, применяются на практике в курсе компьютерной графике. Так, например, методы образования циклических поверхностей и поверхностей параллельного переноса легко реализуются при использовании инструментов выполняющих кинематические операции и операции по сечениям в системе «КОМПАС-3D» (рис. 2).

Возможности современных компьютерных технологий позволяют рационализировать процесс пространственного изображения инженерных конструкций, за короткий промежуток времени выбрать из предложенного многообразия оптимальное изображение предмета на электронном чертеже.

Полученные теоретические знания и приобретенные практические навыки создания наглядных моделей помогут студентам в формировании навыков чтения чертежей. Наглядность 3D-моделирования в CAD-системах призвана обеспечить целостное восприятие предмета и помочь ассоциировать несколько проекций в одно представление о формах предмета.

Опыт графической подготовки специалистов инженерно-технического профиля показывает, что при решении инженерно-графических задач студентам не всегда удается правильно представить форму моделируемых тел или поверхностей. Это затрудняет их самостоятельную работу, так как для проверки правильности решения постоянно приходится обращаться за консультацией к опытным преподавателям.

рис. 2 Фрагмент пособия «Азбука КОМПАС-3D» фирмы АСКОН

Применение методики объемного моделирования позволяет студентам самостоятельно проверять правильность решения задач. В компьютерных лабораториях студенты, прошедшие курс обучения компьютерной графике, успешно используют системы автоматизированного проектирования при решении конструкторских задач. Например, при решении позиционных задач, связанных с решением вопросов взаимного расположения геометрических фигур на комплексном чертеже, студентам необходимо найти линию, образующуюся при пересечении поверхностей и представляющую собой в общем виде пространственную кривую, которая может распадаться на две части и более. Лучшие творческие работы студентов оцениваются на ежегодных молодежных научных конференциях, проводимых в СамГТУ (рис. 3).

Компьютерное моделирование геометрических фигур и виртуальное применение изучаемых закономерностей делают преподавание наглядным, а усвоение материала более конкретным и практически ценным.

рис. 3 Студенческая работа по теме «Пересечение поверхностей»

Эффективным педагогическим средством информационных технологий является разработка и применение обучающих мультимедийных фильмов [1]. Появляющаяся при этом возможность многократного просмотра в динамике различных операций и действий по созданию эскизов, деталей, документов облегчает студентам освоение учебного материала, снимает излишнее эмоциональное напряжение из-за опасения что-то упустить или не понять на первоначальном этапе. Яркость и эффектность фильма вызывает живой интерес, повышает мотивацию к изучения CAD/CAM –систем. Благодаря сценарию фильма, позволяющему проследить последовательность создания электронной модели изделия, студенты знакомятся с перспективными технологиями современного проектирования, которыми им предстоит овладеть в процессе обучения, а в дальнейшем развивать их и использовать на производстве.

Для формирования профессиональных инженерно-графических компетенций важным явилось создание модульного цикла лабораторных занятий по компьютерной графике, а также разработка методических указаний по выполнению проектно-конструкторских заданий с учетом возможностей «гибкого» и «вариативного» моделирования. Такие задания позволяют формировать креативное мышление, необходимое будущим специалистам для развития производства и общества в целом.

Литература

1. Пузанкова А. Б. «Формирование инженерно-графических компетенций студентов машиностроительного профиля в компьютеризированной обучающей среде» // Вестник Самарского государственного технического университета. Научный журнал. Серия «Психолого-педагогические науки» № 44 – 2006.-128 с.