Рабочая программа САПР ТП
.pdfМинистерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«Российский государственный профессионально-педагогический университет» Машиностроительный институт
Кафедра технологии машиностроения и методики профессионального обучения
УТВЕРЖДАЮ
Проректор по образовательной политике
____________В.Я. Шевченко «___»______________2014 г.
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
«САПР ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ»
для студентов всех форм обучения направление подготовки 051000.62 Профессиональное обучение (по отраслям)
профиля подготовки «Машиностроение и материалообработка» профилизации «Технологии и оборудование машиностроения»
Екатеринбург
РГППУ
2014
Рабочая программа дисциплины «САПР технологических процессов». Екатеринбург, ФГАОУ ВПО «Российский государственный профессиональнопедагогический университет», 2014. 17 с.
Настоящая программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО с учетом рекомендаций Примерной основной образовательной программы по направлению подготовки 051000.62 Профессиональное обучение (по отраслям).
Авторы: |
доцент, канд техн наук |
В.А.Штерензон |
Рецензент: доцент кафедры «Детали машин» |
|
ФГАОУ ВПО УрФУ, канд. техн. |
|
наук, |
В.И.Вешкурцев |
Одобрена на заседании кафедры технологии машиностроения и методики профессионального обучения. Протокол от 22.11.12 № 4.
Заведующий кафедрой |
Н.В.Бородина |
Рекомендована к печати методической комиссией Машиностроительного института РГППУ. Протокол от ______________. № ____.
Председатель методической комиссии МаИ |
|
|
|
А.В.Песков |
|
|
|
СОГЛАСОВАНО |
|
|
|
|
|
||
Зав. сектором инспектирования ИМО УМУ |
С. В. Пеннер |
|
|
Директор МаИ |
Ю.И.Категоренко |
||
©ФГАОУ ВПО «Российский государственный профессионально-педагогический университет», 2014
©В.А.Штерензон., 2014
1. ЦЕЛИ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
Целью дисциплины «Методы моделирования» является обеспечение формиро-
вания знаний и умений у студентов в области основ теории и методов моделирова-
ния и современных способов компьютерного моделирования объектов и процессов в машиностроении.
2. МЕСТО УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП ВПО
2.1. Учебная дисциплина «Методы моделирования» относится к дисципли-
нам по выбору математического, естественно-научного и общеотраслевого цикла дисциплин.
2.2. Для изучения данной учебной дисциплины (модуля) необходимы сле-
дующие знания, умения и навыки, формируемые предшествующими дисцип-
линами:
Математическая статистика Знания: понятия о вероятностях и событиях, основные законы распределения,
основные формулы для определения вероятности событий,
Умения: применять основные формулы вычисления вероятности событий.
Навыки: владеть методикой расчета вероятностей событий, проверки распреде-
ления случайных величин.
2.3. Перечень последующих учебных дисциплин, для которых необходимы
знания, умения и навыки, формируемые данной учебной дисциплиной:
-Оборудование механосборочного производства и средства автоматизации;
-Системы автоматизированного проектирования технологических процессов
-Основы технологии машиностроения;
-Дипломное проектирование.
3. КОМПЕТЕНЦИИ СТУДЕНТА, ФОРМИРУЕМЫЕ В РЕЗУЛЬТАТЕ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
Изучение данной учебной дисциплины направлено на формирование у обучающихся следующих общекультурных
(ОК) и профессиональных (ПК) компетенций
|
|
|
|
|
|
Таблица 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Номер/ |
Содержание компетенции (или ее |
В результате изучения учебной дисциплины обучающиеся должны: |
|||
№ |
индекс |
|
|
|
||
|
|
|
||||
|
|
части) |
Знать |
Уметь |
Владеть |
|
п/п |
компетенции |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
2 |
|
3 |
4 |
5 |
6 |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Осознает ключевые ценности про- |
Перспективы развития |
Самостоятельно работать |
Методикой поиска |
|
|
|
фессионально-педагогической дея- |
моделирования объектов |
с технической и справоч- |
информации с ис- |
|
|
|
тельности (демонстрирует глубокое |
машиностроительного |
ной литературой |
пользованием ресур- |
|
|
|
знание |
всех ключевых ценностей |
производства |
|
сов Интернет |
|
|
профессии (КЦП), проявляет пони- |
|
|
|
|
|
ОК-2 |
мание их смыслов и значений, сво- |
|
|
|
|
|
бодно интерпретирует все КЦП, |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
||
|
|
высказывает свое отношение к каж- |
|
|
|
|
|
|
дой КЦП положению, демонстри- |
|
|
|
|
|
|
рует |
системность, целостность |
|
|
|
|
|
представлений о ценностных отно- |
|
|
|
|
|
|
шениях к человеку (обучающемуся) |
|
|
|
|
Окончание таблицы 1
1 |
|
2 |
3 |
|
4 |
|
|
|
5 |
|
6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
ОК-16 |
|
Способен выявлять естественнона- |
Методы моделирования |
Обрабатывать результаты |
Методикой и про- |
|||||
|
|
|
учную сущность проблем, возни- |
процессов и изделий ма- |
экспериментальных ис- |
граммными средст- |
|||||
|
|
|
кающих в ходе ППД |
шиностроения |
|
следований |
|
вами моделирования |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
ОК-23 |
|
Способен самостоятельно работать |
Основные |
программные |
Уметь |
строить |
математи- |
Методикой и про- |
||
|
|
|
на компьютере (элементарные на- |
пакеты для моделирования |
ческие модели |
|
граммными средст- |
||||
|
|
|
выки) |
|
|
|
|
|
|
|
вами моделирования |
|
ОК-27 |
|
Готов анализировать информацию |
Проблемы и направления |
Анализировать результаты |
Критериями точно- |
|||||
|
|
|
для решения проблем, возникаю- |
развития моделирования |
моделирования |
|
сти и адекватности |
||||
|
|
|
щих в ППД |
процессов и изделий в со- |
|
|
|
|
моделей |
||
|
|
|
|
временном машинострое- |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
нии |
|
|
|
|
|
|
|
|
ПК_14 |
|
Готов к применению технологий |
Возможности |
различных |
Работать |
со |
справочной |
Методикой поиска |
||
|
|
|
формирования креативных |
методов моделирования |
системой |
программ для |
информации с ис- |
||||
|
|
|
способностей при подготовке рабо- |
|
|
|
моделирования |
|
пользованием ресур- |
||
|
|
|
чих (специалистов) (ПК-14). |
|
|
|
|
|
|
|
сов Интернет |
|
ПК-20 |
|
Готов к конструированию содержа- |
Особенности |
моделирова- |
Подбирать |
необходимые |
Методикой и про- |
|||
|
|
|
ния учебного материала по обще- |
ния процессов и изделий в |
методы и программы для |
граммными средст- |
|||||
|
|
|
профессиональной и специальной |
машиностроении |
оснащения |
пространст- |
вами моделирования |
||||
|
|
|
подготовке рабочих (специалистов) |
|
|
|
венной |
среди |
теоретиче- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ского |
и |
практического |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
обучения рабочих и спе- |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
циалистов |
|
|
|
|
|
ПК-31 |
|
Способен использовать передовые |
Методы |
оптимизации в |
Выбирать |
метод оптими- |
Методикой исполь- |
|||
|
|
|
отраслевые технологии в процессе |
моделировании |
зации модели |
|
зования метода кру- |
||||
|
|
|
обучения рабочей профессии (спе- |
|
|
|
|
|
|
|
того восхождения в |
|
|
|
циальности) |
|
|
|
|
|
|
|
оптимизационных |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
задачах |
5
4. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
4.1. Объем учебной дисциплины и виды учебной работы
Дисциплина изучается в 6 семестре
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Кол-во |
|
||
|
|
Всего |
|
|
часов |
|
|
Вид учебной работы |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
||
часов |
Очная |
Очная с со- |
|
Заочная |
Заочная с со- |
||
|
|
|
|||||
|
|
|
кращенным |
|
с пол- |
кращенным |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
сроком |
|
ным |
сроком |
|
|
|
|
|
|
сроком |
|
Аудиторные занятия (всего) |
60 |
60 |
60 |
|
12 |
16 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
В том числе: |
|
- |
- |
- |
|
- |
- |
|
|
|
|
|
|
|
|
Лекции (Л) |
|
20 |
20 |
20 |
|
8 |
8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Практические занятия (ПЗ) |
- |
- |
- |
|
- |
- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Лабораторные работы (ЛР) |
40 |
40 |
40 |
|
4 |
8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Самостоятельная работа студента |
84 |
84 |
84 |
|
132 |
128 |
|
(СРС) (всего) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
В том числе: |
|
- |
- |
- |
|
- |
- |
|
|
|
|
|
|
|
|
Курсовой про- |
- |
- |
- |
- |
|
- |
- |
ект (работа) |
|
|
|
|
|
|
|
- |
- |
- |
- |
|
- |
- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Выполнение контрольной работы |
- |
- |
- |
|
30 |
30 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Подготовка к лабораторным рабо- |
20 |
20 |
20 |
|
10 |
10 |
|
там |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Выполнение домашней индивиду- |
28 |
28 |
28 |
|
56 |
52 |
|
альной работы |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
СРС в период промежуточной ат- |
36 |
36 |
36 |
|
36 |
36 |
|
тестации |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Подготовка и сдача экзамена |
36 |
36 |
36 |
|
36 |
36 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Вид итоговой |
Зачет, зачет с |
|
|
|
|
|
|
аттестации |
оценкой |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Экзамен |
|
4 сем |
4 сем |
|
6 сем |
4 сем |
|
|
|
|
|
|
|
|
ИТОГО: Об- |
Часов |
144 |
144 |
144 |
|
144 |
144 |
щая трудоем- |
|
|
|
|
|
|
|
Зачетных единиц |
4 |
4 |
4 |
|
4 |
4 |
|
кость |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4.2. Содержание и тематическое планирование дисциплины
|
|
|
Таблица 3 |
|
|
|
|
№ |
№ семе- |
Наименование раздела учебной дис- |
Содержание раздела |
п/п |
стра |
циплины (модуля) |
в дидактических единицах |
|
|
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
|
|
|
|
1. |
6 |
Введение |
1.1. История возникновения и развития моделирования. Роль и место мо- |
|
|
|
делирования в техническом образовании. Современные программные про- |
|
|
|
дукты для моделирования с использованием ПК. |
|
|
|
|
2. |
6 |
Основы теории моделирования |
2.1. Модели и моделирование: основные понятия и определения. Цели моде- |
|
|
|
лирования. Проблемы и задачи в моделировании. Примеры применения мо- |
|
|
|
делей. |
|
|
|
2.2. Виды моделирования. |
|
|
|
2.3. Функции моделей |
|
|
|
|
3. |
6 |
Математические модели и моделирова- |
3.1 Математическая модель: определение. Структура математической моде- |
|
|
ние |
ли. Примеры математических моделей в технических дисциплинах. |
|
|
|
|
|
|
|
3.2. Классификация математических моделей |
|
|
|
3.3. Принципы построения математических моделей. |
|
|
|
|
4. |
6 |
Алгоритм построения математической |
4.1. Аналитические и эмпирические модели |
|
|
модели |
4.2. .Алгоритм построения аналитической математической модели.. |
|
|
|
|
|
|
|
4.3. Алгоритм построения эмпирической модели. |
|
|
|
|
|
|
|
Продолжение таблицы 3 |
|
|
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
|
|
|
|
5. |
6 |
Планирование и проведение экспери- |
5.1. Факторный эксперимент: основные понятия и определения, планирова- |
|
|
ментов |
ние. Полный факторный эксперимент. Дробный факторный эксперимент.. |
|
|
|
|
|
|
|
5.2. Рандомизация. Проведение эксперимента. Проверка значимости резуль- |
|
|
|
татов эксперимента. Примеры экспериментов в технологии машиностроения |
|
|
|
|
6. |
6 |
Построение и исследование однофактор- |
6.1. Понятие однофакторной регрессионной модели. Определение парамет- |
|
|
ных регрессионных моделей |
ров модели. Метод наименьших квадратов. |
|
|
|
|
|
|
|
6.2. Адекватность и точность однофакторной регрессионной модели. |
|
|
|
6.3. Виды однофакторных регрессионных моделей. Анализ остатков. |
|
|
|
6.4. Примеры применения однофакторных моделей для моделирования тех- |
|
|
|
нологических процессов в машиностроении. |
|
|
|
|
7. |
6 |
Построение и исследование многофак- |
7.1. Понятие многофакторной регрессионной модели. Определение парамет- |
|
|
торных регрессионных моделей |
ров модели. Матричный подход к определению параметров регрессионной |
|
|
|
|
|
|
|
модели... |
|
|
|
7.2. Адекватность и точность многофакторной регрессионной модели. |
|
|
|
7.3. Виды многофакторных регрессионных моделей. Анализ остатков. |
|
|
|
7.4. Примеры применения многофакторных моделей в машиностроении. |
|
|
|
|
8. |
6 |
Интерпретация и оптимизация моделей. |
8.1. Интерпретация модели и результатов моделирования. |
|
|
|
8.2. Оптимизация. Методы оптимизации. Метод «Крутого восхождения или |
|
|
|
наискорейшего спуска». |
|
|
|
|
8
|
|
|
Окончание таблицы 3 |
|
|
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
|
|
|
|
9. |
6 |
Построение и исследование вероятност- |
9.1. Статистические модели. Законы распределения. Проверка гипотезы о |
|
|
но-статистических моделей |
распределении. Критерий Пирсона. Критерий Колмогорова-Смирнова. Ме- |
|
|
|
|
|
|
|
тод Монте-Карло. |
|
|
|
9.2. Применение статистических моделей в инженерных задачах моделиро- |
|
|
|
вания технологических процессов в машиностроении.. |
|
|
|
|
9
5. ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
40 % - интерактивных занятий от объема аудиторных занятий
|
|
|
|
Таблица 4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Особенности проведения |
|
№ |
№ семе- |
Виды учебной работы |
Образовательные технологии |
занятий (индивидуаль- |
|
п/п |
стра |
ные/ |
|||
|
|
||||
|
|
|
|
групповые) |
|
|
|
|
|
|
|
1. |
|
Лекционные занятия |
Лекции-визуализации с использованием |
Фронтальные |
|
|
|
|
мультимедийных технологий |
|
|
2. |
|
Практические занятия |
Традиционные, мультимедийные, проблем- |
Фронтальные |
|
|
|
|
ные |
Индивидуальные |
Примеры интерактивных форм и методов проведения занятий:
Проблемная лекция и использованием мультимедийных технологий «Моделирование в технике», Лекция-
визуализация «Математические модели», Лекция-визуализация «Интерпретация и оптимизация моделей», практическое занятие с использованием модульных технологий обучения.
Телекоммуникационные технологии обучения с использованием системы Видикор.
10