1486

Siemens PLM Software» (рис. 2), «Будущие АСы КОМПью-

терного 3D-моделирования».

Рис. 2. Финал конкурса «Смелые идеи с Siemens PLM Software» (Москва, 2014)

Участие первокурсников в конкурсах такого уровня трудно переоценить. Студенты получают возможность напрямую общаться с представителями фирм-разработчиков, знакомятся с серьёзными дипломными проектами, выполненными на базе САПР, и у них появляется желание двигаться дальше. С таких мероприятий конкурсанты возвращаются окрылёнными, полными новых идей.

И вот тут важно всячески стимулировать и поощрять заинтересованность учащихся, предлагая им разнообразные формы работы, ставя перед ними конкретные задачи, желательно прикладного характера.

Большим плюсом в преподавании будет собственный практический опыт, реальный опыт работы на коммерческих проектах.

Преподаватели кафедры привлекают студентов для совместной работы в рамках договора с компанией ОАО «НПО “Сатурн”».

211

Это разработка новых приспособлений (рис. 3) и оцифровка старых. Результат представляет собой электронные геометрические модели сборочной единицы и входящих в неё деталей, а также их электронные чертежи (рис. 4).

Рис. 3. Электронная геометрическая модель вновь разработанного приспособления

Рис. 4. Электронная геометрическая модель и электронный сборочный чертёж, созданные на основе плоских чертежей

Студентам, занятым в этом процессе, обеспечена финансовая поддержка со стороны предприятия, а также в виде денежных премий по линии деканата и ректората вуза.

212

Глубокая подготовка специалистов, владеющих современными технологиями в области проектирования, возможна лишь при условии сквозного применения САПР на всех общеинженерных и специальных кафедрах, закреплении навыков проектирования во время прохождения производственной практики и целевой подготовки специалистов. Тогда, несомненно, студенты будут проявлять интерес к изучению различных систем компьютерного моделирования, что положительно отразится на качестве их конструкторской и технологической подготовки.

Список литературы

1.PLM Эксперт. Инновации в промышленности. – 2013. – № 1.

2.PLM Эксперт. Инновации в промышленности. – 2014. – № 3.

3.Асекритова С.В., Константинов А.В., Андрющенко А.В. Решение задач начертательной геометрии с использо-

ванием системы автоматизированного проектирования NX // Актуальные проблемы реализации компетентностноориентированных основных образовательных программ: межвуз. сб. науч.-техн. стат. – Рыбинск: Изд-во РГАТУ им. П.А. Соловьёва, 2014. – С. 67–71.

ИНТЕНСИФИКАЦИЯ ГРАФИЧЕСКОЙ ПОДГОТОВКИ СТУДЕНТОВ НА ОСНОВЕ ГЕОМЕТРИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ

Е.П. Александрова, Л.В. Кочурова, К.Г. Носов, И.Д. Столбова

Пермский национальный исследовательский политехнический университет

Рассматриваются вопросы использования современных компьютерных технологий при обучении графическим

213

дисциплинам. Приводится инновационная методика решения геометрических задач методами 3D-моделирования. Обосновываются преимущества обновленной методики индивидуализации самостоятельной работы студентов.

Ключевые слова: геометро-графическая подготовка, геометрическое моделирование, инструменты 3D-модели- рования, самостоятельная работа студентов.

INTENSIFICATION OF THE GRAPHIC TRAINING OF STUDENTS ON THE BASIS OF THE GEOMETRIC SIMULATION

E.P. Aleksandrova, L.V. Kochurova, K.G. Nosov,

I.D. Stolbova

Perm National Research Polytechnic University

Questions examined: the use of contemporary computer technologies into the instruction process to graphic disciplines. Shown innovation approach to solution of geometric problems by the methods of 3D-simulation. The advantages of the renovated procedure of the individualization of the independent work of students are based.

Keywords: geometric-graphic training, geometric simulation, 3D-modeling tools, independent work of students.

Современные высокотехнологичные производства вбирают в себя все новейшие научно-технические идеи и разработки, а также используют инновационные информационные технологии, основным вектором которых является объединение всех этапов жизненного цикла изделия в единый целостный цикл. Технологии изготовления изделий с появлением 3D-сканеров, 3D-принтеров, различных станков, позволяющих получать изделия по электронной 3Dмодели, сделали ее основным конструкторским документом [1]. В новых условиях развитие системы инженерного обра-

214

зования требует подготовки специалистов технического профиля качественно нового уровня.

Успешное внедрение 3D-моделей в различные области техники обусловливает в качестве требований к подготовке специалистов одновременное владение достаточной теоретической базой геометрических познаний и практическими навыками в области применения новейших технологий компьютерного моделирования [2]. Указанные обстоятельства явились отправным моментом для пересмотра содержания обучения с целью поиска наиболее значимых как в теоретическом, так и практическом плане учебных материалов, которые отвечали бы духу времени и соответствовали потребностям современного производства [3, 4].

В высшей школе переход на новые ФГОС и массовое введение бакалавриата потребовали пересмотра традиционной методики геометро-графической подготовки (ГГП) студентов [5, 6]. Это вызвано прежде всего сокращением времени, отводимого студентам на изучение интегрированной (единой) дисциплины «Начертательная геометрия. Инженерная графика. Компьютерная графика», которую в соответствии с веянием времени более точно следовало бы назвать «Геометрическое моделирование». Невозможным стало изучение в прежнем объеме традиционного курса начертательной геометрии, а многими авторами целесообразность этого подвергается сомнению [7, 8]. К тому же, при повсеместном использовании новых информационных технологий возникает потребность в практической ориентированности современного обучения. Однако при недостатке у обучаемых геометрической базы знаний, формирующей особое пространственное мышление, у будущего выпускника вряд ли сформируется требуемый потенциал для эффективной творческой деятельности при проектировании технических объектов в своей профессиональной области.

215

Из вышесказанного следует, что существует потребность в разработке инновационного курса ГГП для студентов технических направлений и специальностей, компенсирующего снижение часов, отведенных на теоретическую подготовку, за счет освоения практических приемов использования возможностей компьютерной графики при решении практико-ориентированных задач геометрического моделирования. При таком подходе освоение теоретических положений ГГП переходит от начертаний (вручную карандашом или с помощью графического редактора) на проекционных плоскостях к работе с определенным набором инструментов в виртуальном 3D-пространстве на экране компьютера [9].

Целью данной работы является разработка методики виртуального моделирования, агрегирующей в геометрических алгоритмах теоретические основы геометрии и практический инструментарий современных CAD-систем.

За основу концепции взято положение о возможности включения концептуальных геометрических алгоритмов в технологию создания абстрактных графических объектов методами визуально-образного 3D-моделирования. Авторами разработан банк учебных задач, алгоритм решения которых базируется на синтезе геометрических основ начертательной геометрии и современного инструментария виртуального 3D-моделирования. Такой синтез стимулирует мыслительную деятельность обучаемого и одновременно развивает навыки работы с 3D-моделью, обеспечивая тем самым требуемое качество подготовки выпускника технического вуза [9].

Сегодня самостоятельная работа студентов должна играть более значимую роль в процессе обучения (в соответствии с ФГОС ВПО на эту работу отводится 50 % от общей трудоемкости). Предлагаемая методика организации самостоятельной работы студентов должна учитывать их инди-

216

видуальные способности и различные потребности в познавательной деятельности. В то же время актуальным остается контроль качества индивидуальных заданий, выполняемых студентами самостоятельно с использованием компьютерных технологий. Это особенно значимо при дефиците у преподавателя учебного времени, выделяемого на дисциплину, большого количества учащихся в группах, предполагаемой вариативности выполнения заданий и распространенного в студенческой среде плагиата.

В последнее время наиболее перспективным продуктом в образовательном процессе при реализации ГГП студентов становится широко распространенная отечественная система трехмерного моделирования КОМПАС-3D, которая является достаточно совершенным инструментом для геометрического моделирования [10]. Именно на использование КОМПАС-3D ориентированы разрабатываемые авторами практико-ориентированные задания новой концепции, которые не отказываются полностью от методов начертательной геометрии, но изменяют постановку задачи, предполагают обновленный алгоритм ее решения благодаря применению новых инструментальных средств [9]. Важно также отметить наличие в банке заданий геометрических задач различного уровня сложности, что позволяет учесть индивидуальную подготовленность обучаемых и рационально организовать самостоятельную работу студентов.

Разработанный банк заданий позволяет выбирать студенту свою индивидуальную траекторию обучения благодаря наличию задач разного уровня сложности. Помимо начального консультативного диалога студента с ведущим преподавателем (включая дистанционное общение) для контроля разработанных заданий на конечной стадии проверки используется так называемый параметрический контроль. Студент должен определить значение назначенного (контрольного) параметра модели и продемонстрировать на

217

экране компьютера натуральную величину этого параметра. Презентация студентом разработанной 3D-модели, а также ее контролируемых параметров, и будет свидетельствовать о правильном решении задачи.

Остановимся более подробно на некоторых примерах постановки содержания задач, а также запланированных результатах обучения и параметрического контроля, которые должны быть получены при использовании предлагаемой методики решения геометрических задач в среде КОМПАС.

Пример 1. Построение моделей многогранников

1.1. Задача первого уровня сложности

Пример 2. Построение моделей усеченного конуса

2.1. Задача первого уровня сложности