Компьютерные технологии в отработке практических навыков графической подготовки студентов

Размещено на http://www.allbest.ru/

УДК 004:378

Компьютерные технологии в отработке практических навыков графической подготовки студентов

Бунина Лютия Александровна,

Луцейкович Валерий Иванович,

Учреждение образования «Витебский государственный технологический университет»

Основной идеей данной работы является перевод обучения графическим дисциплинам на компьютерные технологии. Тем не менее, подготовка к лабораторным занятиям должна проводиться также и традиционными методами - на бумаге вручную, с помощью чертежных инструментов. Во главу угла должно быть поставлено не столько свободное владение работой на компьютере, а овладение основными методами начертательной геометрии и способами построения и чтения чертежей. В данном случае компьютер является мощным современным инструментом для освоения графических дисциплин. Использование инновационных технологий в инженерной графике увеличивают скорость и качество усвоения материала, усиливают практическую направленность и качество высшего образования. графический компьютерный геометрия чертеж

На текущем этапе развития нашего государства возросла потребность в хорошо подготовленных инженерно-технических кадрах, в творчески активных специалистах с развитым мышлением и умением конструировать, усовершенствовать и использовать технику. Подготовка такого специалиста зависит от содержания и технологии обучения в ВУЗе. Большинство учебных заведений в настоящее время модернизируют систему обучения на основе использования информационных и коммуникационных технологий, которые предлагают новые возможности и большие перспективы для обучения. Основой информатизации образования являются современные электронные образовательные программы по различным дисциплинам. И хотя рынок профессиональных электронных образовательных ресурсов широк и разнообразен, не всегда на нем можно отыскать то, что необходимо для подготовки специалистов по конкретной специальности. Это в частности связано с расхождениями в рабочих программах по разным специальностям. Поэтому мы вынуждены разрабатывать свои методики и технологии обучения.

Использование компьютерных инновационных технологий в курсе «Начертательная геометрия и инженерная графика» позволяют преподать дисциплину в соответствии с современными требованиями производства и требованиями профессиональной подготовки специалиста. Формирование информационно-технологических знаний и умений на лабораторных занятиях по курсу «Начертательная геометрия и инженерная графика» способствует использование в процессе обучения мультимедийных и компьютерных инструментальных систем. Мультимедийная технология дает возможность синкретического обучения, т.е. одновременного зрительного и слухового восприятия нового материала. Компьютерные инструментальные системы позволяют реализовать полученные знания при выполнении конкретного задания.

На кафедре «Инженерная графика» УО «ВГТУ» авторами разработан и принят для использования в учебном процессе учебно-методический комплекс (УМК) по курсу «Начертательная геометрия и инженерная графика» на основе компьютерных технологий как средство организации и активизации учебной и самостоятельной работы студентов технологических специальностей. Комплекс охватывает весь этап обучения по дисциплине. Учебно-методический комплекс (УМК) состоит из методических материалов и графических заданий, подготовленных и разработанных авторами за отчетный период. В УМК также вошли подготовленные другими преподавателями кафедры электронные методические материалы, позволяющие проводить лабораторные занятия с применением компьютерных технологий по дисциплине «Начертательная геометрия и Инженерная графика» на первом курсе для студентов конструкторско-технологического факультета.

При реализации этого проекта на основании рабочей программы по дисциплине были разработаны, апробированы и внедрены в учебный процесс следующие методические материалы.

Во-первых, были разработаны методические материалы для чтения лекций с применением мультимедийного проектора. Набор иллюстрационных материалов к лекциям представляет собой файлы, где поэтапно, с использованием послойной технологии, выполнена графическая часть лекционного материала, и файлы с иллюстрационными трехмерными объектами. Разработанная методика и созданные материалы позволяют читать лекционный курс по разделу "Начертательная геометрия и инженерная графика" с максимальной степенью наглядности.

Методические материалы разработаны по всем разделам начертательной геометрии и инженерной графики.

Начертательная геометрия: Инженерная графика:

* Виды проецирования.

* Точка в системе плоскостей проекций.

* Прямая.

* Плоскость.

* Многогранники.

* Поверхности вращения.

* Сечение тел плоскостями.

* Развертки. * Правила оформления чертежей.

* Построение видов, разрезов, сечений.

* Резьбовые детали и соединения.

* Чертежи общего вида.

* Деталирование (выполнение рабочих чертежей деталей).

Успешное усвоение раздела «Проекционное черчение» - одного из наиболее важных разделов инженерной графики, требует хорошо развитого пространственного мышления и воображения. Многие студенты испытывают серьезные трудности при изучении этого раздела. Поэтому максимальное повышение наглядности при изложении материала способствует развитию навыков в построении и чтении чертежей, развитию пространственного воображения.

Например, при изложении темы «Виды. Разрезы. Сечения» для создания максимальной иллюстративности излагаемого материала и строгой последовательности создания чертежа пространственной модели был использован следующий подход. Перед построением чертежа трехмерной модели слушателям демонстрируется ее наглядное изображение, которое постоянно присутствует на экране. Параллельно ведется последовательное построение сначала видов и затем разрезов этой модели. При построении видов сложная модель «собирается» из элементарных геометрических тел - ящиков, цилиндров, конусов, шаров и пр. с использованием булевых операций - объединение, вычитание, пересечение Разрезы модели выполняются в режиме реального времени.

Для работы в компьютерных классах была разработана электронная рабочая тетрадь (ЭРТ) по всем разделам Начертательной геометрии. Перед решением задач в ЭРТ студенты занимались твердотельным моделированием пространственных геометрических объектов, что способствовало развитию пространственного воображения, являющегося залогом успешного освоения основ изучаемой дисциплины. Для развития пространственного воображения в ЭРТ включены задания по построению пространственных геометрических объектов в системе трех взаимно перпендикулярных плоскостей проекций. Кроме этого, ЭРТ содержит задачи, решаемые традиционными методами начертательной геометрии и инженерной графики, но с использованием компьютерных технологий, в частности графического пакета Автокад.

Для самостоятельной подготовки к практическим занятиям была подготовлена и издана методическая разработка «Начертательная геометрия и инженерная графика. Методические указания и задания для управляемой самостоятельной работы студентов специальностей 1-50 01 02 « Конструирование и технология швейных изделий”; 1-50 02 01 «Конструирование и технология изделий из кожи». В разработку включены задания, примеры решения типовых задач, наглядные изображения к наиболее важным разделам курса. Она является хорошим организующим началом, так как содержит необходимые материалы для самостоятельной подготовки к практическим занятиям.

В разделе «Инженерная графика» перед выполнением заданий «Построение изображений» используется твердотельное моделирование трехмерных объектов, что значительно повышает иллюстративность практического курса. Этот раздел содержит следующие этапы:

* Создание трехмерных твердотельных моделей.

* Твердотельное моделирование по заданным ортогональным изображениям.

* Построение недостающих видов, а также разрезов и сечений этих моделей.

Все построения выполняются средствами машинной графики с использованием графического пакета Автокад. Твердотельное моделирование комплексной модели из стандартных тел Автокада с использованием булевых операций над телами позволяют создать любую, самую сложную из предлагаемых для работы моделей. Создание твердотельной модели по ее ортогональным изображениям есть один из самых мощных способов развития пространственного воображения, что и является основной задачей начертательной геометрии и инженерной графики.

Главной идеей работы является полный перевод обучения графическим дисциплинам на компьютерные технологии. Тем не менее, подготовка к лабораторным занятиям должна проводиться также традиционными методами - на бумаге вручную, с помощью чертежных инструментов. Во главу угла должно быть поставлено не столько свободное владение работой на компьютере, сколько овладение основными методами Начертательной геометрии и способами построения и чтения чертежей. В данном случае компьютер является мощным современным инструментом для освоения графических дисциплин.

Обучение по вышеизложенной методике сначала проводилось только в одной экспериментальной группе для отработки и корректировки разработанных материалов. В 2009-2010 учебном году по вышеизложенной методике занимались все группы студентов технологии швейного производства. Начиная с 2010-2011 учебного года, все студенты конструкторско-технологического факультета изучают начертательную геометрию и инженерную графику с использованием компьютерных технологий.

По итогам выполненной работы был проведен сравнительный анализ текущей и итоговой успеваемости студентов экспериментальных и контрольных групп. Для контроля были использованы результаты текущего тестирования по начертательной геометрии и итоговые результаты - экзаменационные и зачетные оценки.

И хотя текущая успеваемость контрольной группы была выше, чем в экспериментальных, итоговые результаты экспериментальных групп оказались значительно выше, что видно из приведенной диаграммы.

При работе по изложенной методике были достигнуты следующие цели и задачи:

* систематическое получение знаний, умений и навыков по инженерной графике;

* использование компьютерных технологий на лабораторных занятиях;

* плодотворная и эффективная работа студентов на занятии;

* развитие навыков выполнения чертежей с использованием графических пакетов;

* развитие пространственного мышления и воображения;

* развитие самостоятельной и творческой работы;

* воспитание ответственности за выполненную работу;

* воспитание аккуратности при выполнении чертежей.

Это позволяет сделать вывод, что использование инновационных технологий в инженерной графике увеличивают скорость и качество усвоения материала, усиливают практическую направленность и качество высшего образования. Но какие бы методы не применялись для повышения эффективности образовательного процесса, очень важно создать такие педагогические условия, при которых студент может заявить о себе как активный субъект учебной деятельности.

Список использованных источников

1. Бунина, Л. А. Методические указания и задания для самостоятельной управляемой работы студентов / Л. А. Бунина, В. И. Луцейкович. - Витебск : УО «ВГТУ», 2009. - 56 с.

2. Бунина, Л. А. Тестовые задания по курсу «Инженерная графика» / Л. А. Бунина, Л. И. Розова, В. И. Луцейкович. - Витебск : УО «ВГТУ», 2009. - 76 с.

3. Луцейкович, В. И. Инновационные технологии обучения в курсе «Инженерная графика» / В. И. Луцейкович, А. Н. Гришаев // Материалы Республиканской научно-практическая конференция «Формирование творческой личности инженера в процессе графической подготовки». - Витебск : УО «ВГТУ», 2008 - С. 38

Размещено на Allbest.ru