Роль графических дисциплин в формировании интегративной конструкторско-технологической компетенции

РОЛЬ ГРАФИЧЕСКИХ ДИСЦИПЛИН В ФОРМИРОВАНИИ ИНТЕГРАТИВНОЙ КОНСТРУКТОРСКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ

КОМПЕТЕНЦИИ

С.Р.Гилязова, Т.А.Старшинова

В современных условиях главной целью образования в техническом вузе является подготовка компетентных специалистов, обладающих комплексом личностных качеств, актуальных в профессиональной деятельности. В связи с этим возникла необходимость формирования конструкторско-технологической компетенции, которая предполагает высокий уровень графических знаний, умений и навыков, опирающийся на знания функциональных и конструктивных особенностей технических объектов, свободную ориентацию в среде графических информационных технологий.

Ключевые слова: геометро-графическая подготовка, конструкторско-технологическая компетенция, инженерная графика, компьютерная графика

Role of graphic disciplines in formation of intergracial constructor-technological competence. In modern conditions the main goal of education in a technical college is to train competent professionals with a complex ofpersonal qualities that are relevant to the profession. In this connection there arose the need for a design and technological competence, which involves a high level of graphics knowledge and skills, based on knowledge of the functional and technical design features of objects, a free orientation in an environment of graphic information technology.

Key words: geometric-graphic preparation, the constructor-technological competence, the engineering drawing, computer graphics.

В современном обществе техническая деятельность весьма разнообразна, имеет широкий спектр различных реализаций от деятельности по заготовке сырья до упаковки и транспортировки произведенных товаров, от непосредственного участия рабочих в производственном процессе до творческой работы инженеров в конструкторских бюро.

Ныне техническая деятельность направлена на реализацию в процессе производства инженерных решений, а деятельность инженеров нацелена на проектирование, конструирование и эффективное функционирование техники, она является важным видом технической деятельности.

Для освоения языка техники в настоящее время необходимо наличие следующих условий:

- развитое пространственное воображение, без которого невозможно никакое инженерное творчество;

- техническая эрудиция;

- знание правил оформления конструкторской документации;

- специальная подготовка по использованию современной компьютерной техники [6].

В современных условиях главной целью образования в техническом вузе является подготовка незаменимых специалистов, обладающих высоким уровнем профессиональной квалификации, компетентностью в избранном деле и комплексом личностных качеств, актуальных в современных условиях информатизации профессиональной деятельности и представляющих социальную значимость и ценностную потребность для вступающего в трудовую жизнь молодого человека. Чем выше уровень развития

профессионально и личностно важных качеств у студентов, тем эффективнее и качественнее их профессиональная подготовка. Современная компьютеризированная графическая подготовка в техническом вузе - это фундаментальная сфера знаний, умений и специфических личностных качеств, без которых не может состояться современный инженер. В значительной степени возросла потребность в специалистах, способных к проявлению творчества в решении новых инженерно-геометрических задач. Это предопределило новый интерес к проблеме формирования творческой личности специалиста.

К качественной графической подготовке будущих специалистов относится развитое пространственное мышление, знание правил оформления конструкторской и технологической документации в соответствии с ГОСТами ЕСКД, владение ручными и автоматизированными методами изображения пространственных форм и умение применять их в решении инженерных задач.

В последние годы заметно расширился круг задач, решаемых методами начертательной геометрии, инженерной и компьютерной графики, и, как следствие, возросла значимость графических дисциплин в инженерном образовании. Графические изображения являются одним из главных средств познания окружающего мира, инструментом творческого и пространственного мышления личности. Инженерная графическая подготовка дает возможность будущим специалистам оперировать понятиями и пространственными образами, связанными с визуализацией информации, транслировать ее с помощью графических средств. Поэтому методика преподавания графических дисциплин стала предметом особого внимания на различных семинарах, симпозиумах и конференциях, посвященных проблемам высшего профессионального образования [6].

Предыдущие государственные образовательные стандарты (ГОС) второго поколения в основном были ориентированы на «ручную» геометро-графическую подготовку, основанную на дисциплинах «Начертательная геометрия» (НГ) и «Инженерная графика» (ИГ). Дополнительно была предусмотрена дисциплина «Компьютерная графика» (КГ), но, к сожалению, только в качестве факультативной дисциплины [2]. Таким образом, ГОС второго поколения, не были ориентированы на внедрение и применение современных графических информационных технологий.

Внедрение современных информационных технологий требует перехода на новый этап системного взаимодействия начертательной геометрии, инженерной и компьютерной графики.

В настоящее время завершено формирование федерального государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования (ФГОС ВПО). В соответствии с современными требованиями к подготовке инженеров нефтяной промышленности ФГОС ВПО содержит основные виды его будущей профессиональной деятельности: производственно-технологическая, организационно-управленческая, научно-исследовательская, проектно-конструкторская. Подготовка специалистов нефтяной отрасли проходит несколько учебных циклов: гуманитарный, социальный и экономический цикл, естественнонаучный цикл, профессиональный цикл [1].

Новый ФГОС ВПО устанавливает ряд компетенций, которыми должен обладать бакалавр по направлению подготовки «Технологические машины и оборудование» по профилю «Машины и оборудование нефтяных и газовых отраслей» [5]. Среди всех установленных компетенций можно выделить компетенции,

формирование которых связано с дисциплинами начертательная геометрия, инженерная и компьютерная графика:

Профессиональные компетенции

производственно-технологическая деятельность:

- способен обеспечивать техническое оснащение рабочих мест с размещением технологического оборудования, умеет осваивать вводимое оборудование (ПК-2);

- способен участвовать в работах по доводке и освоению технологических процессов в ходе подготовки производства новой продукции, проверять качество монтажа и наладки при испытаниях и сдаче в эксплуатацию новых образцов изделий, узлов и деталей выпускаемой продукции (ПК-3);

научно-исследовательская деятельность:

- способен к систематическому изучению научно-технической информации, отечественного и зарубежного опыта по соответствующему профилю подготовки (ПК-17);

- умеет обеспечивать моделирование технических объектов и технологических процессов с использованием стандартных пакетов и средств автоматизированного проектирования, проводить эксперименты по заданным методикам с обработкой и анализом результатов (ПК-18);

проектно-конструкторская деятельность:

- способен принимать участие в работах по расчету и проектированию деталей и узлов машиностроительных конструкций в соответствии с техническими заданиями и использованием стандартных средств автоматизированного проектирования (ПК-22);

- способен разрабатывать рабочую проектную и техническую документацию, оформлять законченные проектно-конструкторские работы с проверкой соответствия разрабатываемых проектов и технической документации стандартам, техническим условиям и другим нормативным документам (ПК-23).

Среди перечисленных компетенций можно выделить группу компетенций, которые образуют конструкторско-технологическую компетенцию:

производственно-технологическая деятельность:

- способен обеспечивать техническое оснащение рабочих мест с размещением технологического оборудования, умеет осваивать вводимое оборудование (ПК-2);

- способен участвовать в работах по доводке и освоению технологических процессов в ходе подготовки производства новой продукции, проверять качество монтажа и наладки при испытаниях и сдаче в эксплуатацию новых образцов изделий, узлов и деталей выпускаемой продукции (ПК-3);

проектно-конструкторская деятельность:

- способен принимать участие в работах по расчету и проектированию деталей и узлов машиностроительных конструкций в соответствии с техническими заданиями и использованием стандартных средств автоматизированного проектирования (ПК-22);

- способен разрабатывать рабочую проектную и техническую документацию, оформлять законченные проектно-конструкторские работы с проверкой соответствия разрабатываемых проектов и технической документации стандартам, техническим условиям и другим нормативным документам (ПК-23).

Наличие у инженера нефтяной промышленности перечисленных выше компетенций подразумевает его умение составлять чертежи с применением автоматизированных графических систем и читать чертежи различной сложности. Исходя из этого, можно с уверенностью сказать, что высокое качество графической подготовки инженера нефтяной промышленности необходимо.

В соответствии с новым ФГОС ВПО, высокое качество графической подготовки инженера нефтяной промышленности призвана обеспечить преподаваемые в вузе дисциплины, входящие в состав профессионального цикла: начертательная геометрия, инженерная и компьютерная графика. Целью изучения данных дисциплин является приобретение студентами знаний теоретических основ построения и преобразования проекционного чертежа как графической модели пространственных фигур с последующим применением навыков в практике выполнения технических чертежей, их оформления по правилам государственных стандартов, в том числе с использованием компьютерной техники.

В непосредственном взаимодействии дисциплины начертательная геометрия, инженерная и компьютерная графика способствуют развитию пространственного представления и воображения, конструктивного и творческого мышления, а также воспитанию профессиональной и графической культуры и грамотности.

Начертательная геометрия - это наука об изучении способов получения графических моделей, основанных на ортогональном проектировании и их пространственных отношений.

Инженерная графика - это комплекс дисциплин (машиностроительное, техническое и архитектурное черчение и рисование), содержащий необходимый объем знаний для выполнения графических работ инженерной графики.

Инженерная компьютерная графика (машинная графика) - «совокупность средств и приемов, обеспечивающих автоматизацию процессов подготовки, преобразования, хранения и воспроизведения графической информации с помощью ЭВМ», [3, с.4], целью преподавания которой является закрепление знаний, полученных при изучении инженерной графики средствами современных компьютерных технологий.

Основы автоматизированного проектирования дает возможность изучать компьютерные технологии проектирования, способы автоматизации конструкторской документации на разных стадиях, моделирование технологических процессов, графические базы данных. Целью ее преподавания является освоение навыков современными методами автоматизации конструкторского проектирования, умение оформлять конструкторскую и технологическую документацию с помощью ПЭВМ.

Учебные курсы «Начертательная геометрия» и «Инженерная графика» являются классическими в подготовке будущих инженеров. Эти дисциплины должны обеспечивать студента технического вуза фундаментальными геометро-графическими знаниями и умениями, на базе которых будущий бакалавр сможет успешно изучать такие дисциплины, как теория машин и механизмов, сопротивление материалов и другие конструкторско-технологические и специальные дисциплины, а также овладевать алгоритмическими навыками решения геометрических задач геометрического моделирования [1].

Задача начертательной геометрии сводится к изучению способов получения определенных графических моделей, основанных на ортогональном проектировании, и умению представлять пространственные формами и их взаимоотношения. Инженерная графика - общеинженерная учебная

дисциплина, обучающая студентов умениям и навыкам изложения технических идей с помощью чертежа, а также пониманию по чертежу принципа действия изображаемого технического изделия. Основной целью преподавания курса инженерной графики является выработка знаний и умений, необходимых будущим специалистам для выполнения и чтения технических чертежей, эскизов деталей, составления конструкторской и технической документации производства, а также развития пространственного изображения и логического мышления при решении инженерных задач.

Выделение графических основ геометрического моделирования в начертательной геометрии, позволило соотнести её цели с развивающимися возможностями компьютерной геометрии. Так системные основы геометрических знаний о свойствах поверхностей, линий и геометрических тел и способах их формообразования, наглядно представленные графическими средствами начертательной геометрии необходимы для понимания взаимосвязи геометрических дисциплин в постановке и решении разнообразных инженерных геометрических задач. Кроме того, на их основе формируются умения использовать простые графические способы решения задач геометрического моделирования, остающиеся востребованными и в условиях новых информационных технологий. Здесь же закладываются основы конструктивного использования и осознанного освоения развивающейся компьютерной технологии геометрического моделирования. Полученные знания и умения обеспечивают наглядными представлениями сложнейшие математические зависимости, физические и химические процессы, постепенно переходя в сферу когнитивной компьютерной графики. Широко используются полученные знания в геометрической оптике и геометрической теории дифракции, в робототехнике, в механике и т.д., не говоря уже о проектировании и конструировании геометрических форм разнообразных изделий. С наглядной геометрией связана так же возможность развития пространственно образного геометрического мышления столь важной составляющей интеллектуальных творческих способностей. Полученные геометрические знания составляют основу инженерной геометрической культуры.

Целью современной инженерной графики, обеспеченной средствами компьютерной технологии и работающей в среде интеллектуальных систем автоматизированного проектирования (САПР), является освоение инженерных языков графического представления информации, прежде всего, о геометрических свойствах изделий, обеспечивающих организацию и управление коллективной разработкой и эксплуатацией технических систем. Здесь закладываются графические основы САПР, что широко используется затем в представлении информации в лабораторных, курсовых работах и проектах. Умение составлять содержательные эскизы и разрабатывать конструкторскую и техническую документацию средствами компьютерной графики, используя графические базы данных, является одним из требований к подготовке современного инженера. Инженерная графика необходима для формирования умений и навыков изложения технических идей с помощью чертежа, а также осознанного воспроизведения свойств и принципа действия изображенной технической системы. Изучение инженерной графики развивает сформированное геометрией наглядно образное геометрическое мышление и составляет основу графической культуры.

В образовательном процессе формируется репродуктивное и продуктивное воображение, необходимое для дальнейшей профессиональной деятельности. Формирование необходимых профессионально значимых инженерных умений и навыков студентов является первоочередной задачей изучения графических дисциплин.

В процессе выполнения графических работ вырабатываются чертежные навыки, умения владеть приспособлениями и инструментами, глазомер, развивается пространственное воображение. К основным видам графических работ относятся различные чертежи, эскизы, технические рисунки, графики, диаграммы, планы, схемы.

Конструкторско-технологическая компетентность специалиста нефтяной промышленности предполагает уровень осознанного применения графических знаний, умений и навыков, опирающийся на знания функциональных и конструктивных особенностей технических объектов, опыт графической профессионально-ориентированной деятельности, свободную ориентацию в среде графических информационных технологий.

Таким образом, можно утверждать, что дисциплины графического цикла играют очень важную роль в развитии пространственно-образного инженерно-геометрического мышления инженера нефтяной промышленности. Изучение этих дисциплин позволит студентам овладеть необходимыми знаниями и умениями для выполнения графических изображений при составлении отдельных элементов проектов на стадиях эскизного, технического и рабочего проектирования, для составления в соответствии с установленными требованиями типовой проектной и рабочей документации, а также использовать методику компьютерного выполнения проектно-конструкторской документации с применением систем автоматизированного проектирования и черчения [4].

В процессе изучения графических дисциплин формируются профессионально значимые качества личности, умения, навыки составляющие набор компетенций, совокупность которых можно рассматривать как суммарную конструкторско-технологическую компетенцию, необходимую для успешной профессиональной деятельности инженеров нефтяной промышленности.

Литература:

1. Абилдабекова Д.Д. Геометро-графическая подготовка бакалавров технических специальностей на основе компьютерной графики: автореф. дис. ...канд. пед. наук /Д.Д. Абилдабекова. - Астана, 2010. - 19 с.

2. Государственный образовательный стандарт высшего профессионального образования направления подготовки дипломированного специалиста 650700 Нефтегазовое дело - введ. 07.03.2000. - М., 2000. - 40 с.

3. Кальницкий В.Л., Тарасов Б.Ф. Введение в машинную графику. - Л., 1986. - 94 с.

4. Федеральный государственный образовательный стандарт высшего профессионального образования по направлению подготовки 131000 Нефтегазовое дело - введ. 28.10.2009. - М., 2009. - 31 с.

5. Федеральный государственный образовательный стандарт высшего профессионального образования по направлению подготовки 151000 Технологические машины и оборудование - введ. 09.11.2009. - М., 2009. - 28 с.

6. Чопова Н.В. Формирование профессиональных качеств будущего специалиста при обучении инженерной графике в вузе// Вестник ЦМО МГУ. - 2009. - №3. - С. 96-101.