Опыт использования САПР в инженерной графической подготовке студентов технического вуза

УДК 37.01:007+514.18

К. А. ВОЛЬХИН Ц О. Б. БОЛБАТ L-

Новосибирский государственный архитектурно-строительный университет

Сибирский государственный университет путей сообщения, г. Новосибирск

ОПЫТ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ САПР В ИНЖЕНЕРНОЙ ГРАФИЧЕСКОЙ ПОДГОТОВКЕ СТУДЕНТОВ ТЕХНИЧЕСКОГО ВУЗА___________________________________

В статье описан опыт применения систем автоматизированного проектирования в инженерной графической подготовке студентов технического вуза.

Ключевые слова: САПР, графический пакет, графическая подготовка.

Инженерная графическая подготовка в техническом вузе направлена на формирование у студентов способности правильного восприятия и представления графической информации об объектах и процессах будущей профессиональной деятельности. Изучение таких дисциплин, как начертательная геометрия и инженерная графика, предполагающих развитие навыков оформления конструкторской и проектной документации, является недостаточным для подготовки конкурентоспособного специалиста на современном рынке труда. Поэтому в образовательных стандартах последнего поколения смещается акцент к использованию систем автоматизированного проектирования в инженерном графическом образовании.

В настоящее время даже для направлений подготовки, у которых работа с проектно-конструкторской документацией не является основой профессиональной деятельности, дисциплина, ответственная за инженерное графическое образование, называется «Инженерная и компьютерная графика» и предполагает изучение современных средств создания чертежа. Для направлений подготовки специалистов, чья профессиональная деятельность непосредственно связана с разработкой проектно-конструкторской документации, учебными планами предусматривается изучение набора дисциплин «Начертательная геометрия», «Инженерная графика», «Основы компьютерной графики», «Основы автоматизированного проектирования» или «Компьютерное проектирование».

С появлением первых чертежно-графических пакетов, кафедры, ответственные за «начальное» графическое образование в вузе, стали внедрять новые разработки в учебный процесс, появились курсы начертательной геометрии в среде ЭВМ, предполагающие использование аналитических методов машинного расчета для проверки правильности графического решения учебной задачи. Эти инновации в организации учебной деятельности быстро потеряли актуальность, в связи со стремительным развитием графических интерфейсов и появлением систем автоматизированного проектирования.

В 1990-е при изучении графических дисциплин применялся универсальный графический пакет Аи1;о-

CAD, разработанный компанией Autodesk. На настоящий момент можно с уверенностью говорить о том, что нет кафедр, ответственных за инженерную графическую подготовку, которые не использовали этот графический пакет для организации своей учебной деятельности.

Первый терминальный класс на кафедре «Графика» Сибирского государственного университета путей сообщения появился в 2004 году. Это период, когда для учебных целей допускается использовать только приобретенные вузом образовательные графические пакеты, поэтому наличие того или иного программного обеспечения стало определяющим фактором использования AutoCAD для обучения студентов всех специальностей.

С приобретением новых специализированных графических пакетов менялись условия использования САПР в инженерной графической подготовке. Рассмотрим эволюцию использования САПР в учебном процессе на примере обучения графическим дисциплинам студентов факультета «Строительные и дорожные машины» СГУПС. До 2004 года графические задания по начертательной геометрии и инженерной графике выполнялись карандашом. Появление терминального класса способствовало внедрению в учебный процесс системы AutoCAD в рамках изучения дисциплины « Инженерная графика». В это время только одно графическое задание выполнялось на компьютере, содержание которого заключалось в выполнении рабочих чертежей двух деталей, сборочного чертежа резьбового соединения, состоящего из двух деталей, спецификации и построения трехмерных моделей двух деталей. В результате вы-

Рис. 1. Модель штуцера

ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК № 2 (110) 2012 ОПЫТ ПРИМЕНЕНИЯ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ В УЧЕБНОМ ПРОЦЕССЕ

287

ОПЫТ ПРИМЕНЕНИЯ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ В УЧЕБНОМ ПРОЦЕССЕ ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК № 2 (110) 2012

%

Рис. 2. Фотореалистичные изображения сборочных единиц

полнения задания студент знакомился с инструментами плоского черчения и трехмерного моделирования. О сложности задания можно судить по примеру выполненной модели (рис. 1).

В 2004 году кафедра «Графика» СГУПС выиграла грант на приобретение САПР БоШШоткБ и обучение двух преподавателей в сертифицированном центре. Использование специализированного пакета, предназначенного для технического проектирования и компетентность преподавателей, позволили перевести знакомство с современными методами разработки конструкторской документации на качественно новый уровень. На этом этапе только графические задания по начертательной геометрии оформляются без использования компьютера, а оформление конструкторской документации, выполняемой при изучении инженерной графики и компьютерного проектирования, переведено в среду 8оШШогк8. Изучение правил оформления чертежа по предварительно созданной модели детали или сборочной единицы, позволяет исключить ошибки в изображении, акцентировать внимание на выборе оптимальных изображений, правил простановки размеров, шероховатости поверхностей и других данных, необходимых для изготовления и контроля изделия. Итоговым заданием инженерной графики, изучаемой в течение трех семестров, стало чтение чертежа общего вида изделия, представляющего собой сборочную единицу. В процессе работы над заданием студенту необходимо понять конструкцию изображенного на чертеже изделия, построить трехмерные модели деталей, соединить их в модель сборочной единицы, оформить чертеж общего вида и выполнить фотореалистичное изображение (рис. 2). Можно отметить, что за короткий период произошли серьезные изменения графических заданий в направлении компьютеризации процесса оформления конструкторских документов. Таким образом, результатом изучения дисциплины «Инженерная графика» становится еще и приобретение студентами навыков работы с различными инструментами САПР. Это позволило при подготовке учебного материала дисциплины «Компьютерное проектирование» сместить внимание от изучения интерфейса графического пакета к непосредственному проектированию редуктора. Содержание расчетно-графической работы было подготовлено так, что для его выполнения студенту требовалось выполнить расчет геометри-

Рис. 3. Фотореалистичное изображение привода

ческих параметров зубчатого зацепления с помощью программы АРМ ШтМасЫпе, на основании которого построить в 8оШШогк8 ЭБ-модели деталей и сборочной единицы, оформить ассоциативные чертежи деталей, сборочного чертежа редуктора и выполнить фотореалистичное изображение привода (рис. Э). Наиболее успешные студенты успевали за семестр ознакомиться с модулем имитации движения колес для визуализации процесса работы редуктора.

С 2010 года в целях обеспечения преемственности выпускающая кафедра предложила обучение методом компьютерного проектирования проводить в среде КОМПАС-ЭБ. Сегодня студентам первого курса предлагается для оформления эпюр начертательной геометрии использовать КОМПАС-График, в результате чего одновременно с изучением дисциплины осваиваются инструменты плоского черчения. Задания по инженерной графике и компьютерному проектированию переведены в среду трехмерного моделирования с оформлением ассоциативных чертежей.

Таким образом, реализуется преемственность во время изучения дисциплин графического цикла и создается инструментальная основа для использования САПР при изучении специальных дисциплин.

Чем раньше САПР начнет использоваться в графической подготовке студентов, тем больше навыков практического использования прикладных графических программ будет у молодого специалиста и тем

выше будет его конкурентоспособность на рынке труда [1, с. 20].

В настоящее время на кафедре «Графика» для решения учебных задач используются Аи1оСАБ, 8оШШогк8, КОМПАС. За период с 2004 года по настоящее время ведущие преподаватели кафедры прошли сертификацию по всем используемым графическим пакетам. В зависимости от приоритетов выпускающих кафедр инженерная графическая подготовка может осуществляться в любом из имеющихся графических пакетов.

Библиографический список

1. Вольхин, К. А. САПР в графической подготовке студентов вузов / К. А. Вольхин // Информационно-коммуникационные

технологии в подготовке учителя технологии и учителя физики : материалы науч.-практ. конф. : в 2-х ч. / Отв. ред. А. А. Богуславский — Коломна : КГПИ, 2007. — Ч. 2 — С. 18 — 20.

ВОЛЬХИН Константин Анатольевич, кандидат педагогических наук, доцент кафедры начертательной геометрии Новосибирского государственного архитектурно-строительного университета (Сибстрин). Адрес для переписки: wolchin@yandex.ru БОЛБАТ Ольга Борисовна, кандидат педагогических наук, доцент кафедры графики Сибирского государственного университета путей сообщения.

Адрес для переписки: e-mail: bolbatob@stu.ru

Статья поступила в редакцию 12.12.2011 г.

© К. А. Вольхин, О. Б. Болбат

УДК 378 1 Т. Г. КОСТЮЧЕНКО

Национальный исследовательский Томский политехнический университет

ПОДГОТОВКА МАГИСТРОВ ПО МАГИСТЕРСКОЙ ПРОГРАММЕ «САПР В ПРИБОРОСТРОЕНИИ»

В ТОМСКОМ ПОЛИТЕХНИЧЕСКОМ УНИВЕРСИТЕТЕ_______________________________

Описывается процесс подготовки магистров по магистерской программе «САПР в приборостроении», реализуемой в Национальном исследовательском Томском политехническом университете.

Ключевые слова: магистр, магистерская программа, учебный процесс, научная работа, практика, САР-системы.

В Национальном исследовательском Томском политехническом университете, одном из ведущих технических университетов России (в 2010 г. — второе место в рейтинге технических вузов и седьмое — в общем рейтинге высших учебных заведений России), большое внимание уделяется организации учебного процесса с целью подготовки всесторонне развитого специалиста, готового к комплексной исследовательской, проектной и предпринимательской деятельности.

В 2007 году в Томском политехническом университете была открыта магистерская программа 200100 «Системы автоматизированного проектирования в приборостроении». Необходимость открытия такой программы диктовалась следующими обстоятельствами.

На предприятиях приборостроительного направления ощущалась, да и сейчас ощущается острая нехватка специалистов, владеющих системами САПР. На современном уровне развития информационных технологий и новейших технологий проектирования и разработки приборов (САБ/САМ/САЕ/РБМ) создание и производство новой конкурентоспособной техники невозможно без специалистов, владеющих математическими методами решения инженерных задач и способных профессионально решать технические задачи, эффективно используя совре-

менную вычислительную технику и программное обеспечение.

Специалистов по специальности «САПР» в абсолютном большинстве готовят вузы, находящиеся в Европейской части России. При этом специалисты данного профиля не имеют подготовки по дисциплинам конструкторско-технологического цикла, что снижает их привлекательность для предприятий.

Инженеров по специальности «Приборостроение», теперь бакалавров по направлению «Приборостроение», за Уралом готовят Омский государственный технический университет, Томский политехнический университет и Новосибирский государственный технический университет, что явно недостаточно для сегодняшнего состояния промышленности Сибирского региона.

Несмотря на небольшой срок подготовки по магистерской программе «САПР в приборостроении», целесообразность ее открытия подтверждается востребованностью выпускников, не все заявки предприятий удовлетворяются. Выпускники магистерской программы работают на таких предприятиях, как ОАО «Информационные спутниковые системы» им. академика М. Ф. Решетнева, г. Железногорск Красноярского края, Российский Федеральный ядерный центр — Всероссийский НИИ технической фи-

ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК № 2 (110) 2012 ОПЫТ ПРИМЕНЕНИЯ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ В УЧЕБНОМ ПРОЦЕССЕ