Особливості використання систем автоматизованого проектування у професійному навчанні

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Особливості використання систем автоматизованого проектування у професійному навчанні

Лозовий В.З.

Широкий розвиток комп'ютерних технологій в сучасному освітньому середовищі приводить до необхідності глибокого вивчення систем автоматизованого проектування (САПР). Це в першу чергу, пов'язано з великими затратами розумової праці, тобто з управлінням проектною документацією, дослідженням об'єктів і аналізом процесів, що відбуваються в них. САПР дозволяють вести проектування комплексно, починаючи з постановки завдання і закінчуючи отриманням креслень і програм для обладнання з числовим програмним керуванням (ЧПК).

Аналіз попередніх досліджень свідчить, що проблема використання візуального моделювання в навчанні за останні роки набула дуже важливого значення. Цією проблемою займалися вчені: Р. Гуревич, М. Кадемія, С. Сисоєва, І. Богданова, М. Жалдак, Е. Сарафанюк та ін. Зокрема, проблемою моделювання процесів, явищ займалися: В. Биков, М. Козяр, І. Левіна, В. Пінькас, І. Теплицький та ін. В працях учених розглядаються проблеми організації навчальної діяльності учнів та студентів, використання форм і методів управління нею.

Метою статті є аналіз особливостей використання систем автоматизованого проектування в професійному навчанні.

У сучасному світі спостерігається революція в науково-технічній сфері. Впровадження нових інформаційних технологій сприяє новому етапу розвитку модернізованого суспільства. Розквіт сучасних досліджень має на меті удосконалити сприймання та передачу інформації. Технологія є одним з найбільш інертних ланцюгів суспільної системи, тому що вона пов'язана з послідовним характером свого розвитку. Кожний новий технологічний рівень у своєму розвитку створення базується на достатньо високій попередній технології.

Використання новітніх інноваційних технологій в навчанні дозволяє йти в одну ногу з часом, підвищувати зацікавленість учнів до навчання. Сьогодні до інноваційних технологій можна віднести і використання комп'ютерних моделюючих систем.

Інформація та інформаційні ресурси на світовому ринку стають найважливішим високотехнологічним продуктом. Інформаційні технології (ІТ) відкривають нові можливості в підвищенні ефективності виробничих процесів, у сфері освіти і побуту, вони виводять на новий рівень автоматизацію технологічних процесів і управлінську працю, забезпечують групове ведення проектних робіт і т. д. Останнім часом широкого поширення набули терміни безпаперова технологія, інтерактивна технологія, технологія програмування, технологія проектування баз даних, CALS-технологія, мережева технологія, Internet-технологія, технологія аналізу та реінжинірингу бізнес-процесів та ін. Всі вони припускають використання інформації, тобто будь-якого виду відомостей про предмети, факти, поняття предметної області [1].

Сучасний освітній процес вже неможливо уявити собі без застосування інформаційних технологій, як для його організації, так і для формування інформаційної компетентності випускника. Розвиток апаратних і програмних засобів роботи з графічною інформацією призвело до того, що основним інструментом створення, зберігання і обробки зображення став комп'ютер. Впровадження комп'ютерних технологій в освіту можна охарактеризувати як логічний і необхідний крок у розвитку сучасного інформаційного світу. Комп'ютерні технології навчання - це процеси підготовки і передачі інформації студенту, головним засобом здійснення яких є комп'ютер [1].

Використання інформаційних технологій дозволяє перейти від традиційної технології, до нового інтегрованого освітнього середовища, що включає всі можливості електронного подання інформації.

Результатом проектування, як правило, служить повний комплект документації, що містить достатні відомості для виготовлення об'єкта в заданих умовах. Ця документація і є проект, точніше, остаточний опис об'єкта. Отже, проектування - процес, що полягає в отриманні та перетворенні вихідного опису об'єкта в остаточний опис на основі виконання комплексу робіт дослідницького, розрахункового та конструкторського характерів. Проектування є складним багатоетапним процесом, в якому можуть брати участь великі колективи фахівців, цілі інститути і науково-виробничі об'єднання, а також організації замовників, яким належить експлуатувати розроблену апаратуру [2].

Принциповою основою такої моделі навчання проектування залишається традиційна теорія і методика проектування з елементами дизайну, моделювання та конструювання, інженерного проектування, адаптована для навчальних цілей загальноосвітніх установ. Основними етапами проектування є: передпроектне дослідження, художньо-конструкторський пошук, розробка ескізного проекту, складання проектно-конструкторської документації, виготовлення дослідних зразків і перевірка його якості. Кожен з етапів поряд з традиційною формою подання матеріалу може бути виконаний із застосуванням комп'ютера [3].

Сучасні тенденції проектування машин і систем свідчать про те, що для досягнення успіху майбутній учитель технології повинен однаково добре орієнтуватися у самому об'єкті, процесі, системі проектування; в апараті обробки й аналізу вхідної і вихідної інформації про об'єкт, процес, систему, зовнішнє середовище; у математичному моделюванні, тобто в постановці та формалізації завдання, яке полягає в умінні переробити технічне завдання з проблемно-змістового на мову математичних схем і моделей і далі - у спеціальне програмне забезпечення; у методах пошуку оптимального рішення; у відповідному програмному забезпеченні систем автоматизованого проектування (діалогових системах, банках даних, базах знань та ін.); у вільному володінні засобами обчислювальної техніки [3].

Системний підхід до завдань автоматизованого проектування вимагає реалізації спільного проектування об'єкта або процесу (САПР) та автоматизованої системи управління цим процесом (АСУТП). У зв'язку з цим в останні роки мова йде вже не про вирішення окремих задач, а про спільне проектування цих двох процесів [4].

Традиційно відокремлений розгляд завдань проектування та виробництва виробів вже не задовольняє потреби сьогоднішнього дня, тобто не може гарантувати ні високої якості проектування, ні належного рівня організації виробничих процесів, що забезпечує їх реалізацію. Однак саме в процесі проектування породжується суттєва частина інформації, що використовується для організації виробництва. З'явилося нове поняття: автоматизований технологічний комплекс (АТК). У зв'язку з цим інженерно-графічна підготовка студентів в університеті повинна бути спрямована на освоєння сучасних засобів представлення інформації [5].

В освітній галузі технічних дисциплін, до якої відноситься нарисна геометрія та інженерна графіка, використання систем автоматизованого проектування (САПР) повинно бути комплексним: від засобів подання навчальної інформації до інструментів виконання графічних завдань. Зміст дисципліни “САПР” можна узагальнено структурувати як методи побудови плоскої геометричної моделі об'єкта і правила оформлення конструкторської документації наприклад в машинобудівній галузі та проектної документації в будівництві [4].

Інструментальні можливості та прикладні бібліотеки машинобудівної та будівельної конфігурації КОМПАС повністю забезпечують вирішення даних завдань [2].

Процес візуального спостереження в сучасному світі відіграє одну з найважливіших ролей. В процесі навчання візуальне сприйняття матеріалу забезпечує більш ефективнішого засвоєння. Комп'ютер виконує роль посередника у педагогічній взаємодії, що відкриває величезні можливості у поданні, сприйманні та засвоєнні інформації учнями. Нові технології навчання, нестандартні форми проведення уроку сприяють розвитку інтересу в учнів, суттєво підвищують їхню активність, сприяють до поглибленого самостійного навчання [6, с. 12].

Використання комп'ютера, у тому числі, віртуальне моделювання на заняттях дозволить оптимізувати управління навчанням, підвищити ефективність і об'єктивність учбового процесу при значному заощадженні часу викладача, мотивувати учнів на здобуття знань.

Традиційно відокремлений розгляд завдань проектування та виробництва виробів вже не задовольняє потреби сьогоднішнього дня, тобто не може гарантувати ні високої якості проектування, ні належного рівня організації виробничих процесів, що забезпечує їх реалізацію. Однак саме в процесі проектування породжується суттєва частина інформації, що використовується для організації виробництва [7].

З'явилося нове поняття: автоматизований технологічний комплекс (АТК). У зв'язку з цим інженерно-графічна підготовка студентів в університеті повинна бути спрямована на освоєння сучасних засобів представлення інформації. В освітній галузі технічних дисциплін, до якої відноситься нарисна геометрія та інженерна графіка, використання систем автоматизованого проектування (САПР) повинно бути комплексним: від засобів подання навчальної інформації до інструментів виконання графічних завдань [2].

В даний час зарубіжні та вітчизняні розробники програмних продуктів пропонують користувачам велику кількість різних прикладних графічних програм, що відрізняються як своїми можливостями, так і вартістю. Серед систем розробників найбільш зручна і широко використовувана як в промисловості, так і в освіті CAD система КОМПАС-ЗБ. Вона може успішно використовуватися в машинобудуванні та приладобудуванні, архітектурі і будівництві, тобто скрізь, де необхідно розробляти і випускати креслярську документацію. КОМПАС-ЗБ розроблений спеціально для операційного середовища Windows фірмою АСКОН, яка займає провідне місце серед розробників пакетів програм, що автоматизують конструкторську діяльність.

Для виконання графічних побудов в нарисній геометрії доцільно використовувати КОМПАС-Графік, що представляє собою систему для автоматизації креслярських робіт в їх традиційному розумінні. Папір замінює двовимірний робочий простір, а замість креслярських інструментів використовується набір команд, призначених для виконання графічних побудов. При цьому студент на початковому етапі графічної підготовки, при вивченні нарисної геометрії, долучається до використання сучасних інформаційних технологій для вирішення навчальних завдань [8].

Система тривимірного моделювання КОМПАС-ЗБ створювалася як машинобудівна САПР, і її основні інструменти спрямовані на створення саме цього типу креслень. При вивченні розділів інженерної графіки, пов'язаних з оформленням конструкторської документації відповідно до ЄСКД, вона дозволяє оформляти креслення в режимах як плоского креслення, так і тривимірного моделювання, застосовуючи технологію асоціативного зв'язку моделі і креслення [9].

Проектування деталі або збірки в режимі тривимірного твердотільного моделювання полегшує сприйняття геометричних форм об'єкта, а зіставлення його з асоціативним кресленням робить його зміст більш зрозумілим для студента. Тривимірне моделювання відкриває принципово нові можливості для графічної освіти. Ще недавно графічна інформація представляла собою тільки плоску двовимірну модель об'єкта, а інженерна графічна підготовка зводилася до вивчення правил побудови двовимірної моделі об' єкта та оформлення креслення. Сьогодні на екрані монітора в середовищі САПР створюється віртуальна модель реального об'єкта, що містить не тільки геометричні форми, але й інші дані, необхідні для здійснення інформаційної підтримки життєвого циклу виробу.

Висновки. Цінність віртуального моделювання полягає в тому, на нашу думку, що саме ця діяльність привчає дітей до самостійної, практичної, планової і систематичної роботи, виховує прагнення до створення нового або існуючого, проте вдосконаленого виробу, формує уявлення щодо перспектив його застосування, розвиває морально-трудові якості, загальноціннісні мотиви вибору професії і працелюбність. Проте необхідно пам'ятати, що особливу увагу слід приділяти тому, щоб в учнів не згасав інтерес до процесу проектування, стежити, щоб вони доводили свої наміри до кінця. Використання комп'ютерних програм для проектування і моделювання виробів підвищує швидкість його виконання, забезпечує якість й тривимірний вигляд виробу. Розвиненість і досконалість методів та засобів сучасних інформаційно-комунікаційних (ІКТ) технологій створюють реальні можливості для їх використання в системі освіти. Нові технології одержання знань із використанням сучасних засобів комп'ютерних технологій дозволяють підвищити організацію навчального процесу й ефективність його загалом.

Перспективи подальших досліджень полягають у розробці конкретних методик використання систем автоматизованого проектування для різних професій.

Використана література

навчальний професійний проектування спеціаліст

1. Шпильовий Ю.В. Проектування в інструментальному середовищі компас-Sd в процесі підготовки майбутніх учителів технологій / Ю.В. Шпильовий // Педагогічні науки. - Київ, 2014. - С. 178-185.

2. Веселовська Г.В. Основи комп'ютерної графіки: навч. посіб. / Г.В. Веселовська. - К.: Центр навч. літератури, 2004. - 392 с.

3. Інформатика. Інформаційні технології в будівництві. Системи автоматизованого проектування: підруч. для студ. вищ. навч. закл. / В.А. Баженов, Е.З. Криксунов, А.В. Перельмутер, О.В. Шишов. - К. : Каравела, 2004. - 356 с.

4. Вольхин К.А. Применение программного комплекса “КОМПАС” в инженерно-графической подготовке студентов строительных специальностей / К.А. Вольхин, А.М. Лейбов / Труды НГАСУ. - Новосибирск: НГАСУ (Сибстрин), 2012. - Т. 15, № 4 (53) - С. 36-42.

5. Кондратьев Ю.Н. Машинная графика САПР Компас-3Б: Лабораторный практикум / Ю.Н. Кондратьев, А.В. Питухин, В.М. Костюкевич. - Петрозаводск: Изд-во ПетрГУ, 2012. - 156 с.

6. Бочков А.Л. Трехмерное моделирование в системе Компас-3Б / А.Л. Бочков. - СПб. : СПб ГУИТМО, 2007. - 64 с.

7. Лукянчук С.А. КОМПАС 3Д, Версии 5.11 - 8. / С.А. Лукянчук - М.: СОЛОН - ПРЕСС, 2006. 208 с.

8. Новые педагогические и информационные технологии в системе образования: учебное пособие для студентов пед. вузов и системы повышения квалификации пед. кадров / Е.С. Полат, М.Ю. Бухаркина, М.В. Моисеева, А.Е. Петров; под ред. Е.С. Полат. - М.: Издательский центр “Академия”, 2000. - 272 с.

9. Воронцов Б.О. Креслення на компютері: КОМПАС-ГРАФІК. / Б.О. Воронцов, І.Г. Бочарова. - К.: Шк. світ, 2009. - 128 с.

Размещено на Allbest.ru