2890

Аппаратные и программные требования. Для работы модуля администрирования базы данных оптимальные требования таковы: любой компьютер, подключѐнный к корпоративной либо любой другой сети по протоколу TCP/IP HTTP, под управлением Windows 95/98/NT/2000/XP с установленным Internet Explorer версии 4.0 и

выше. Потенциально же модуль администрирования будет работать на любом компьютере, подключѐнном к корпоративной либо любой другой сети по протоколу TCP/IP HTTP, на котором установлена любая сетевая операционная система и любой браузер.

Для работы системы визуального проектирования техпроцессов сверления необходим IBM-совместимый компьютер с процессором типа Pentium и выше, под управлением Windows 95/98/NT/2000/XP, который также связан с корпоративной либо любой другой сетью по протоколу TCP/IP. Впрочем, связь с сервером базы данных не является жѐстким требованием, поскольку программа может работать и с файлами.

Литература:

1 Зиндер Е.З. Бизнес-реинжиниринг и технологии системного проектирования.. - М., Центр Информационных технологий, 1996.-

123 с.

2Международные стандарты, поддерживающие жизненный цикл программных средств. - М., МП «Экономика», 1996.- 312с.

3Калянов Г.Н. CASE структурный системный анализ (автоматизация и управление).- М.: «ЛОРИ», 1996.- 242 с.

Воронежский государственный университет

.

143

УДК 378.1:621.9

ПРАКТИКА СИСТЕМНОЙ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЙ ПОДГОТОВКИ СПЕЦИАЛИСТОВ ПРОФИЛЯ «МЕТАЛЛООБРАБАТЫВАЮЩИЕ СТАНКИ

ИКОМПЛЕКСЫ»

ВРАМКАХ СПЕЦИАЛЬНЫХ ДИСЦИПЛИН

В.М. Пачевский, Л.Н. Дедушенко

О компонентах информационных коммуникаций системы учебного процесса, методах приобретения конкретных знаний и навыков, уровнях усвоения учебного материала.

Перед современной высшей школой стоит одна из важнейших задач - учить студентов самостоятельно мыслить категориями науки, а это значит учить их пользоваться общими принципами, методами и средствами науки, имеющими универсальное применение и позволяющими ориентироваться в многообразии явлений и тенденций развития науки и техники.

С.И. Архангельский отмечает, что метод обучения в высшей школе выражает не столько соединение способов и приемов преподавания, сколько систему направленного познания в учебной и научной деятельности студентов, включая их самостоятельную работу.

Обучение в высшей школе требует оптимальной организации восприятия и усвоения знаний. Путь для оптимальных действий - системный подход к учебному процессу.

Все компоненты и подсистемы учебного процесса как целостной системы функционируют на основе передачи, переработки и усвоения многообразной информации. Такими компонентами информационных коммуникаций системы учебного процесса в рамках преподавания дисциплин «Металлорежущие станки», «Проектирование и эксплуатация технологического оборудования и инструментов», «Расчет и конструирование станков» являются: лекции, лабораторные работы, индивидуальные занятия, учебные научно-исследовательские работы, курсовые проекты, компоненты контроля (консультации, экзамены и зачеты, самостоятельная учебная и научная работа студентов).

144

Все эти компоненты являются не только информационными, ставящими целью изложение предмета изучения, но одновременно выполняют обучающую роль. На их основе формируются знания, навыки предметов и связанных с ними областей знаний, обеспечивается определенная практическая подготовка, формируется специалист профиля «Металлообрабатывающие станки и комплексы».

Принцип системности обучения рассматривает учебный процесс как переход от одного уровня знаний к другому в специальной последовательности, от менее глубоких знаний к более глубоким, от конкретных к обобщенным и абстрактным заниям.

Для определения состояния подготовки студентов значительный интерес представляют уровни усвоения (уровни обучения) в виде некоторой школы отсчета, характеризующей это состояние.

Под уровнем усвоения мы понимаем способность студента выполнять целенаправленную систему действий по решению определенного класса задач на основе той информации, которая сообщена в процессе обучения.

В.П. Беспалько выделяет четыре уровня обучения:

I - уровень идентификации, который характеризуется тем, что студент только различает, опознает объекты изучения в ряду других подобных объектов. Этот уровень усвоения называют уровнем знакомства, а приобретаемые знания - знаниями - знакомствами.

II - уровень репродукции характерен действиями по воспроизведению информации об объекте изучения, его свойствах, особенностях, характеристиках на основе памяти или уровне понимания. Приобретаемые знания называют знаниями - копиями. В этом случае говорят о вербальном мышлении и репродуктивной деятельности.

Репродуктивную деятельность можно выполнять с различной степенью самостоятельности: от буквальной копии и пересказа до некоторого свободного воспроизведения.

III - уровень умения применять усвоенную информацию в практической сфере для некоторого класса задач и получения новой информации на основе использования усвоенного образца деятельности. В этом случае деятельность осуществляется путем пуска ранее усвоенных программ деятельности. При этом в зависимости от полноты ориентировочной части действия мы

145

получаем деятельность на уровне умения или навыка. Знания этого уровня называют знаниями - умениями. Когда пуск в ход программ деятельности осуществляется в виде действий с сокращенной ориентировочной частью (автоматизировано) мы имеем дело с навыком.

IV - уровень «трансформаций», позволяющий ориентироваться в новых ситуациях и вырабатывать новую, принципиально отличную от прежних программу действий.

На уровне трансформации происходит произвольный отход от сложившихся установок и деятельность приобретает гибкий и поисковый характер.

Студент овладевает методами мышления в данной области, что помогает ему ориентироваться и принимать решения в творческих ситуациях. Знания этого уровня называют знаниями - трансформациями.

Учебный процесс в рамках дисциплин «Металлорежущие станки», «Проектирование и эксплуатация технологического оборудования и инструментов», «Расчет и конструирование станков» сочетает идентификацию, репродукцию, умение применять усвоенную информацию и трансформацию знаний и представляет собой процесс восхождения от знаний - знакомств к знаниям - трансформациям.

Объективная оценка знаний студентов открывается на основе разработки тестов уровней усвоения.

Ктестам I-го уровня усвоения относятся тесты на различение, например: «по данным нескольким общим видам и кинематическим схемам станков определить к какой группе и к какой подгруппе относится станок».

Ктестам II-го уровня усвоения относятся тесты на воспроизведение информации об изучаемом объекте, например: «назвать этапы проектирования технологического оборудования».

Тесты - задачи могут быть вполне достоверные суждения об овладении знаниями и приемами работы на уровне умений и трансформаций, например, изучение конструкции привода главного движения имеющейся базовой модели станка, где необходимо рассмотреть конкретные реальные признаки и в то же время использовать накопленные теоретические знания для трансформации в решении новых задач по проектированию альтернативного варианта конструкции привода.

146

По способу использования усвоенной информации в ходе педагогического процесса студенты приобретают конкретные знания и навыки двумя методами: репродуктивной и продуктивной деятельностью.

При репродуктивной деятельности усвоенная информация только воспроизводится в различных сочетаниях и комбинациях. Причем к исходным сведениям из учебного предмета студент не прибавляет никакой новой информации.

Репродуктивная деятельность - это прямое воспроизведение усвоенного алгоритма действия на том же учебном элементе, на котором было осуществлено обучение.

Продуктивная деятельность как бы вырастает из репродуктивной.

В процессе репродуктивной деятельности студент всегда создает новую ориентировочную основу действий, сравнительно с усвоенной в учебном предмете и создает новую, по сравнению с содержащейся в учебном пособии, информацию.

Продуктивная деятельность осуществляется при выполнении самостоятельной работы и индивидуальных заданий по дисциплине «Металлорежущие станки» с использованием известной, но преобразованной ориентировочной основы действий, представленной в виде методических описаний возможных способов деятельности в данной ситуации, не сводящейся к алгоритму.

Это относится и к разработке схемы механической обработки детали с определение формообразующих движений, так как поверхности детали могут быть получены с помощью различных методов формообразования и различным режущим инструментом, что приводит к нескольким вариантам схемы механической обработки, и к разработке оптимального варианта компоновки проектируемого оборудования на основании трех критериев оптимальности: технологического, кинематического, компактности.

Кинематический критерий оптимальности компоновки определяет наиболее рациональное расположение рабочих органов, осуществляющих заданную исходными данными и полученную кинематической структурой работу формообразования.

Технологический критерий обеспечивает удобство эксплуатационного обслуживания, ремонта, транспортирования, сборки-разборки, при необходимости встраивания в автоматическую линию.

147

Критерий компактности позволяет создать оборудование более высокой жесткости, точности, менее материалоѐмкое, меньшей стоимости изготовления.

Выбор оптимального варианта компоновки - это эвристическая деятельность, выполняемая не по готовому, а созданному в ходе самого действия алгоритму. Тут решается ряд реальных задач по известным общим методам путем их самостоятельного приспособления к заданным условиям: удобство к эксплуатации, безопасность в обслуживании, компактность, соответствие своему назначению, удобство транспортирования.

Лекционный курс в значительной степени определяет пути проведения всех форм и видов обучения и играет развивающую роль как форма научного мышления, так как наряду с учебной информацией лекция организует и направляет самостоятельную работу студентов, вызывает потребность дополнительного приобретения знаний путем самообразования.

Даются конкретные указания о связи лекций с учебниками, пособиями, заданиями и другой самостоятельной работой, приводятся возможные примеры творческого использования студентами получаемых знаний.

Лекция ведет студентов к установлению связи теории и практики, к лабораторной, конструкторской и технологической экспериментальной и научной деятельности.

Лабораторные работы проводятся параллельно с изучением теоретической части курса и выражают собой форму занятий, закрепляющую единство теоретического и практического.

Одной из существенных задач лабораторных занятий является экспериментальное раскрытие теоретических положений изучаемого предмета, ознакомление с основными методами проведения научного эксперимента и обработки полученных результатов.

В рамках дисциплин «Металлорежущие станки», «Проектирование и эксплуатация технологического оборудования и инструментов», «Расчет и конструирование станков» проводятся лабораторные работы по наладке станков, кинематическим расчетам, анализу структуры и конструктивных особенностей станков, проектированию и исследованию шпиндельных узлов, проектированию и исследованию тяговых механизмов приводов подач с винтовыми парами скольжения и качения, испытанию

148

оборудования, которые требуют от студентов III-го уровня усвоения учебного материала.

Содержание лабораторных работ формирует способности обучающихся к продуктивной деятельности. Например, при выполнении лабораторных работ «Синтез и кинематический расчет привода главного движения металлорежущих станков» необходимо ознакомиться с конструкциями и техническими характеристиками узлов приводов, имеющихся на стендах лаборатории и с учетом исходных и выходных данных приводов (техническим характеристикам электродвигателя, предельным значениям частот вращения на выходе привода), полученным от преподавателя, наметить структуру привода: групповых передач в приводе и порядок их конструктивного расположения, число передач в каждой группе, записать конструктивный вариант структурной формулы привода.

Проведение кинематического анализа синтезированного привода главного движения (ГД) может быть ускорено за счет соответствующей организации направления мыслительной деятельности студентов - использование определенного алгоритма:

-изобразить кинематическую схему для обеспечения выходных данных привода ГД;

-определить варианты передачи движения от электродвигателя до рабочего органа станка;

-определить по имеющейся на стенде конструкции числа зубьев зубчатых колес;

-вычислить величины передаточных отношений в группах передач привода;

-составить уравнения кинематического баланса;

-найти ряд частот вращения на выходе привода-шпинделя;

-выполнить графоаналитический расчет передаточных отношений, для чего представить их в виде степени числа φ - знаменателя геометрического ряда частот вращения на выходе привода;

-найти характеристики групп передач, то есть их место в порядке кинематического включения;

-определить диапазоны регулирования на промежуточных

валах;

-построить график частот вращения;

-изобразить структурную сетку привода;

149

- записать кинематический вариант структурной формулы синтезированного привода.

Алгоритмы обучения относятся к логической форме организации познавательной деятельности студентов и являются для преподавателя средством управления учебным процессом, а для студентов - средством самоуправления, саморегулирования своей деятельности (практической и мыслительной).

Методы организации обучения студентов базируются на правилах логической организации умственного труда с использованием дедукции, индукции, традукции, алгоритмов и эвристик.

Метод индукции и традукции опирается преимущественно на анализ фактов (от частного к общему), дедукция - на синтез (от общего к частному), а алгоритмы и эвристики используют и то и другое.

Для учебного процесса необходимо как познание части через целое, так и познание целого путем анализа и связей частей.

Дедуктивная форма в учебном процессе, в научном исследовании отражает полную определенность и позволяет предвидеть результат деятельности.

Именно курсовое проектирование, опирающееся на дедуктивную форму познания - от общего к частному (синтез) - формирует специалиста.

Основной задачей курсового проектирования является подготовка студентов к выполнению комплекса взаимосвязанных задач: учебных, научных, технических и других, объединенных некоторой общей темой.

С курсового проектирования начинается профессиональное становление студентов, определение их наклонностей в самостоятельном решении задач, связанных с будущей деятельностью.

В ходе выполнения курсового проектирования происходит наиболее активный процесс закрепления знаний, полученных на лекциях и других занятиях, пополнение этих знаний путем самостоятельного обращения к специальной литературе, вспомогательным и справочным пособиям, практическая реализация ранее полученных знаний в содержание проекта и приобретение практических навыков в проектно-конструкторской работе.

150

Курсовой проект по дисциплине «Проектирование и эксплуатация технологического оборудования» представляет собой конструкторско-технологическую или проектно-конструкторскую разработку, в которой студенты самостоятельно решают достаточно сложные задачи по проектированию технологического оборудования и его подсистем. Студентам предлагается следующая, например, тематика:

-для конструкторско-технологического направления – «Технологическое оборудование для механической обработки деталей, например, типа фланец (с исходными конкретными данными) с разработкой привода главного движения со шпиндельным узлом» или «привода подач с тяговым устройством», где студент на базе схемы механической обработки деталей проектирует кинематическую структуру станка, проводит патентноинформационный поиск аналога оригинальной компоновки оборудования, разрабатывает оптимальный вариант компоновки с выполнением общего вида технологического оборудования, структурно-кинематической схемы, выполняет предварительные расчеты, на базе которых определяются основные технические характеристики проектируемого привода, проводятся кинематические расчеты с разработкой структурных сеток, графика частот вращения и кинематической схемы с альтернативными вариантами проектирования, патентно-информационный поиск, результаты которого могут использоваться при выборе конструктивных решений, предлагаемых в курсовом проекте.

-для проектно-конструкторского направления выбирается тематика, которая предполагает неординарность разрабатываемой идеи и ее конструкторского решения, например, - «Многошпиндельная инструментальная головка с автоматическим набором координат», где студент выполняет минимум расчетов, проводит патентный поиск и конструирует заданную головку с разработкой формулы предполагаемого изобретения.

Наиболее перспективными считаются те проекты, которые связаны с выбором оптимального варианта проектируемого объекта.

Постановка темы и выполнение проекта требуют проблемности задания и определенной оригинальности решения поставленной задачи на основе творческой инициативы студентов при соответствующем направлении преподавателя, что соответствует IV-му уровню обучения – уровню «трансформаций».

151

На кафедре «автоматизированное оборудование» распространены «сквозные» проекты, суть которых заключается в том, что одна и та же тема или часть темы вначале разрабатывается в объеме курсовых проектов, а затем переходит в дипломный проект.

Проведение консультаций позволяет наблюдать за работой студентов по выполнению курсовых проектов и соответственно оценивать их качество и состояние. Студент действует по алгоритму функционирования, когда же возникают затруднения, преподаватель прибегает к воздействию на мыслительную деятельность студента, используя алгоритм управления.

Таким образом, оптимальное сложенное функционирование всего комплекса системы учебного процесса, а также изложение предмета на уровне умений и «трансформаций» обеспечивает студентам целенаправленное развитие, а преподавателям рациональное направление обучения и воспитания специалистов высокой квалификации, готовых к деятельности конструктора в проблемных ситуациях, связанных с рационализаторством, изобретательством и научной работой.

Литература:

1.Архангельский С.Н. Лекции по научной организации учебного процесса в высшей школе. М.: «Высш. школа», 1976 -

200 с.

2.Беспалько В.П., Татур Ю.Г. Системно-методическое обеспечение учебно-воспитательного процесса подготовки специалистов. «Высш. школа», 1989 – 141 с.

.

152