Компьютерная графика в техническом вузе

При изучении дисциплины «Начертательная геометрия и инженерная графика» первокурсники факультета «Управление транспортными и технологическими комплексами» в 1 семестре, осваивая методы проецирования; вручную выполняют эпюры по разделу «Начертательная геометрия». При этом они постигают азы основ оформления чертежей ЕСКД, используя электронные разработки и трехмерные модели учебного назначения преподавателей кафедры, что значительно облегчает им восприятие учебного материала [2] (рисунок 2).

Пример студенческой работы, выполняемой в 1 семестре представлен на рисунке 3.

Во 2 семестре студенты выполняют проекционные чертежи и эскизы деталей по индивидуальным вариантам, изучая государственные стандарты ЕСКД и особенности выполнения рабочих чертежей деталей. Затем обучающиеся создают трехмерные модели деталей в программе SoHdWorks, а по выполненным моделям выполняют ассоциативные чертежи, что значительно сокращает временные затраты в процессе обучения и повышает эффективность развития пространственного мышления. Следующее задание выполняется тоже в SoHdWorks по видам соединения деталей (резьбовые, болтовые, шпилечные, винтовые, сварные и т.д.), т.е. изучаются основы создания небольших сборочных чертежей.

На рисунке 4 приведены примеры студенческих работ, выполняемых во 2 семестре.

Рисунок 4. Примеры студенческих работ, выполняемых во 2 семестре

Опираясь на личный педагогический опыт, можно выделить задачи когнитивной компьютерной графики на этом этапе обучения будущих инженеров:

- создание учебных ситуаций, в которых возможно представление геометрических объектов для логического мышления человека и образы для пространственного мышления;

- облегчение визуализации, когда трудно подобрать текстовые описания, но легко показать чертежи, схемы и другую конструкторскую документацию;

- переход от образа к вербальному представлению информации и, наоборот, от описания к образу.

Роль компьютерных технологий в таких учебных ситуациях огромна. Создавая трехмерные модели и ассоциативные чертежи, с первых занятий, студенты формируют образ геометрического объекта. В этом случае выполняется когнитивная, а не иллюстративная функция, т.к. в учебной работе процедурного типа у обучающихся формируются личностные компоненты знаний, умений, навыков и компетенций.

На следующем этапе освоения дисциплины, на втором курсе, сложность выполняемых графических заданий значительно возрастает. Студенты выполняют более сложные трехмерные сборки, сборочные чертежи, спецификации, чертежи общего вида и чертежи деталей. Студенты с помощью SoHdWorks моделируют каждую деталь, входящую в изделие (индивидуальное задание включает в себя 15-20 оригинальных деталей) (рисунок 5). Будущие инженеры учатся «читать» чертежи общего вида.

На втором курсе повышается успеваемость, мотивация, проявляется интерес у студентов. Им нравится работать в графическом редакторе. Второкурсники выполняют задание «Деталирование чертежей общего вида», создавая трехмерную модель сборки и чертеж общего вида наоборот, по предлагаемым чертежам деталям и описанию устройства. Студенческие задания максимально приближены к производственным: они работают с реальными чертежами, учатся трехмерному моделированию, прототипированию, оформлению чертежей в соответствии с государственными стандартами ЕСКД.

Рисунок 5. Примеры трехмерных моделей, выполняемых в 3 семестре

Преподаватели на этом этапе уже редко слышат, что кто-то из студентов не может представить как выглядит деталь. Во время учебы, студенты факультета УТТК успешно участвуют в различных олимпиадах по графическим дисциплинам.

Для облегчения учебного процесса и для параллельного освоения, кроме курса дисциплины, графических программ, на кафедре разработаны авторские электронные учебные пособия (ЭУП), в которых в соответствии с рабочей программой подобрана оптимальная последовательность предлагаемого для изучения материала [3, 4]. Студенты, используя эти пособия при самостоятельной работе, выполняют графические задания и осваивают необходимые профессиональные компетенции. Работая над заданиями, они осваивают первоначальные профессиональные компетенции, умения и знания по своей будущей специальности. К сожалению, непрерывная графическая подготовка в 4 семестре прерывается, но студенты имеют возможность, с помощью SoHdWorks, выполнять курсовые проекты по другим дисциплинам.

На этом этапе они участвуют в различного уровня конференциях, получают дипломы. А мы наблюдаем эффективное развитие образного и логического мышления и формирование профессионально значимых качеств будущих инженеров.

Преподаватели, используя информационные технологии при обучении, реализуют несколько педагогических принципов:

- формируют у молодого человека одновременно логическое, пространственное и творческое мышление;

- развивают у обучающихся самостоятельность при решении профессиональных задач;

- побуждают студентов к поиску новой информации;

- развивают стремление найти правильное и рациональное решение.

Такие учебные ситуации позволяют обучающимся развивать собственные образовательные интересы и активизировать когнитивную деятельность на основе новых коммуникативных стратегий.

Можно выделить основные тенденции к созданию современной образовательной технологии преподавания КГ:

- выбор вида компьютерных технологий для конкретной специальности и соотнесение образовательных задач в соответствии с направлением обучения;

- определение содержания обучения и методов преподавания;

- выбор программного средства на основе разработанных критериев; определение организационных форм обучения.

Ранее существующие традиционные способы проектирования снижают производительность и эффективность выполнения конструкторских разработок различных изделий, требуют значительных финансовых затрат и людских ресурсов. Поэтому подготовка в технических вузах специалистов, умеющих работать в различных графических редакторах, важнейшая задача в системе образовании технического вуза [5].

Развитие учебной ситуации может пойти по нескольким сценариям:

Можно сказать, что около половины современных студентов из-за слабой школьной подготовки не могут освоить вузовский курс графических дисциплин в соответствии с современными требованиями;

Можно принять новые условия и работать в соответствии с ними, доведя учебные ситуации при обучении студентов графическим дисциплинам до полного абсурда, что приведет к провалу их профессиональной подготовки в техническом вузе.

А можно использовать новый подход к методикам обучения графическим дисциплинам, направленный на заинтересованность обучающихся к освоению учебной дисциплины и использование знаний компьютерной графики в будущей профессиональной деятельности.

Для преподавателей графических кафедр - это колоссальная работа по созданию интересных электронных учебных пособий для сопровождения лекций и практических занятий, разработке новых и разнообразных творческих заданий по различным темам, наглядных моделей и видеоматериалов, учебных пособий, тестовых заданий и т.п. для развития и формирования пространственного и творческого мышления личности студентов. Этот путь существенно длиннее и потребует от преподавателей, помимо профессиональных знаний в разных областях, больших временных затрат и дополнительных усилий.

Ссылки на источники

1. Болбат О.Б., Шабалина Н.К. Проблемы высшего технического образования в области дисциплин графического цикла. Проблемы современного педагогического образования. Ялта. 2018. № 61-2. С. 87-91.

2. Петухова А.В. Комплект наглядных электронных моделей по НГ: учебное пособие. Регистрационное свидетельство Информрегистра №34680 от 27 .06. 2014 г.

3. Петухова А.В., Болбат О.Б., Андрюшина Т.В. Теория и практика разработки мультимедиаресурсов по графическим дисциплинам / Монография. 2018. - 76 с.

4. Андрюшина Т.В., Пиралова О.Ф. Учебная компьютерная презентация. Высшее образование в России. Москва. 2009. № 10. С. 154-156.

5. Петухова А.В., Болбат О.Б. Компьютерное проектирование: опыт организации непрерывной системы обучения графическим дисциплинам // В сборнике: Актуальные проблемы современного образования: опыт и инновации материалы научно-практической конференции (заочной) с международным участием. Ульяновск. 2014. С. 440-446.

Размещено на allbest.ru