Возможности графического редактора «Компас 3D» при формировании компетенций студентов в процессе обучения геометро-графическим дисциплинам

ВОЗМОЖНОСТИ ГРАФИЧЕСКОГО РЕДАКТОРА «КОМПАС 3D» ПРИ ФОРМИРОВАНИИ КОМПЕТЕНЦИЙ СТУДЕНТОВ В ПРОЦЕССЕ ОБУЧЕНИЯ ГЕОМЕТРО-ГРАФИЧЕСКИМ ДИСЦИПЛИНАМ

THE POSSIBILITIES OF KOMPAS 3D GRAPHIC EDITOR FOR FORMING COMPETENCES OF STUDENTS LEARNING GEOMETRIC-GRAPHIC DISCIPLINES

Ж.А. Пьянкова Zh.A. Piankova

Компетентностный подход, компетентность, компетенция, геометро-графические дисциплины, графический редактор, техническое образование. В статье рассматриваются возможности применения графического редактора как средство реализации компетентностного подхода при изучении начертательной геометрии, инженерной графики и компьютерной графики в условиях компьютеризации производства и образования. Рассматриваются преимущества графического редактора «КОМПАС Зй» в рамках образовательного процесса.

Competency-based approach, competency, competence, geometric-graphic disciplines, graphic editor, technical education.

The article considers the possibilities of applying a graphic editor as a means of implementing a competency-based approach in studying descriptive geometry, engineering drawing and computer graphics in terms of computerization of production and education. Besides, the article describes the advantages of KOMPAS 3D graphic editor as part of the educational process.

В современном обществе востребованы специалисты, способные к самосовершенствованию на протяжении всей жизни. В этой связи становится актуальной проблема воспитания самостоятельности личности в образовательной деятельности - проблема формирования культуры самообразования. Информационное общество требует от выпускников вузов глубоких общенаучных и профессиональных знаний, устойчивых навыков и умений, готовности к творческому, самостоятельному пополнению знаний.

Современное образование ориентировано на развитие творческого потенциала человека, его самостоятельности и конкурентоспособности. Это обусловливает широкое внедрение компетентностного подхода в систему высшего образования, согласно которому основным результатом является высокий уровень сформированное™ определенных образовательным стандартом компетенций.

В педагогической и психологической терминологии существуют различные толкования понятий «компетенция» и «компетентность». Г.К. Селевко рассматривает компетенцию как готовность субъекта эффективно организовывать внутренние и внешние ресурсы для постановки и достижения цели. Компетентность понимается как интегративное качество личности, проявляющееся в общей готовности ее к деятельности, основанной на знаниях и опыте, которые приобретены в процессе обучения и социализации и ориентированы на самостоятельное успешное участие в деятельности [Селевко, 2004]. В свою очередь, A.B. Хуторской под компетенцией понимает «заранее заданное социальное требование (норма) к образовательной подготовке ученика, необходимой для его эффективной и продуктивной деятельности в определенной среде» [Хуторской, 2003]. Компетентность - это наличие у человека сформированной соответствующей

<

са

Щ

УЗ

I ч

С

03

С

b

к

щ

ш m н

о

Рн < ^

CJ ^

О о

с Р

£

ы н К о

Рч

и

0

1

к

i и

«

и и

V S

ь

U

<с

Pi

и

и

S

т

н

и

W PQ

компетенции. Понятие «компетентность» также подразумевает «совокупность знаний, умений, опыта, отраженную в теоретико-прикладной подготовленности к их реализации в деятельности на уровне функциональной грамотности» [Веер и др., 2006].

И.Ф. Горохова выделяет следующие составляющие понятия «компетенция»:

- знания (набор фактов, требуемых для выполнения работы);

- умения (владение средствами и методами выполнения определенной задачи);

- способности (предрасположенность к определенному виду деятельности);

- отношения (внутренняя позиция, определяющая формы действий, предпринимаемых для выполнения работы);

- усилия (сознательное приложение материальных и физических ресурсов к решению определенной задачи) [Горохова, 2009 ,

Рассмотрим реализацию данного алгоритма распознавания сформированности компетенции на конкретных учебных дисциплинах геометро-графического цикла.

Основной задачей технического образования в настоящее время является подготовка специалистов, способных применять информационные технологии для решения задач производства современной сложной техники. Инженерная графика и начертательная геометрия - это учебные дисциплины, которые играют существенную роль в становлении будущего инженера [Чопова, 2010]. Как правило, они изучаются на первых курсах и предоставляют студенту необходимый объем фундаментальных инженерно-геометрических знаний, на базе которых возможно успешное изучение других конструкторско-технологических и специальных предметов.

Федеральный государственный образовательный стандарт (ФГОСЗ+) для направления подготовки 23.03.02 Наземные транспорно-технологические комплексы предписывает формирование следующих профессиональных компетенций [Приказ..., 2015]:

- способность решать стандартные задачи профессиональной деятельности на осно-

ве информационной и библиографической культуры с применением информационно-коммуникационных технологий и с учетом основных требований информационной безопасности (ОПК-7);

- способность в составе коллектива исполнителей участвовать в разработке конструкторско-технической документации новых или модернизируемых образцов наземных транспортно-технологических машин и комплексов (ПК-4);

- способность в составе коллектива исполнителей участвовать в разработке технологической документации для производства, модернизации, эксплуатации и технического обслуживания наземных транспортно-технологических машин и их технологического оборудования (ПК-8);

- способность в составе коллектива исполнителей участвовать в разработке документации для технического контроля при исследовании, проектировании, производстве и эксплуатации наземных транспортно-технологических машин и их технологического оборудования (ПК-11).

Можно отметить, что в настоящее время особую роль приобретает автоматизация чертежных работ при разработке конструкторско-технической документации, когда на определенной стадии учебного процесса требуется приобретение новых графических навыков, присущих компьютерной графике. В этот период компьютер используется как новый инструмент для решения учебных задач и служит целям повышения качества образования. Поэтому одной из важных задач, которые стоят перед вузом, является качественное информационно-технологическое обеспечение графической подготовки студентов технических специальностей [Бабич, Пьянкова, 2015а].

При внедрении технических средств в процесс обучения геометро-графическим дисциплинам прежде всего реализуется принцип наглядности обучения, обеспечивающий усвоение знаний обучающимися, разработанный в дидактике давно и отстаиваемый всеми прогрессивными педагогами от Яна Амоса Коменско-го до наших дней, где этот принцип приобрел

новое содержание. В преподавании геометро-графических дисциплин принцип наглядности приобретает первостепенное значение, так как и графика, и геометрия изучают форму, размеры и взаимное расположение различных предметов в пространстве.

Применение средств компьютерной графики позволяет убедительно доказать возросшую роль методов начертательной геометрии и инженерной графики в решении инженерных задач.

Достоинство этих методов состоит в том, что они наглядны, просты и дают точность результатов, на несколько порядков превышающую практическую необходимость.

Одно из предназначений начертательной геометрии как науки - давать точные количественные ответы на поставленные в геометрической форме вопросы.

Точность получения ответа в решении любой задачи путем графических построений напрямую зависит от числа выполняемых операций (в том числе подготовка и проведение линий), так как каждая из них вносит в конечный результат определенную погрешность.

Абсолютная погрешность, приходящаяся на одну элементарную операцию, по данным A.M. Иерусалимского, составляет 0,03 мм. Суммарная погрешность, по данным того же автора, равна их арифметической сумме [Иерусалимский, 1963].

Высокая точность построений с использованием «электронного карандаша» позволяет решать любые чертежно-графические задачи.

Ю.А. Савельев рассматривает пример определения размеров монумента оригинальной формы средствами графического редактора «КОМПАС 3D» (рис. 1). Размеры могут быть проставлены в полуавтоматическом режиме по условию задачи численно округленными до десятых долей миллиметра, но при необходимости точность измерений существенно увеличивается [Савельев, 2001].

Эту же задачу можно представить в виде трехмерной модели объекта с последующим экспортом в ассоциативный чертеж и применением всех необходимых операций сечений и разрезов для определения размеров объекта в любом необходимом месте поверхности [Бабич, Пьянкова, 20156].

Ш.65

2733.82

2m.11

3156.03

'J252717

1020.95 \

7 1296,82

2496.11

3776Л6

\

5296.82

а) б)

Рис. 1. Пример чертежа, выполненного в графическом редакторе «КОМПАС 30»: а) простановка округленных размеров; б) простановка точных размеров

Использование графического редактора по- чи на нахождение линий пересечения поверхно-зволяеттакже с высокой точностью решать зада- стей любого уровня сложности (рис. 2).

1971

<

са

Щ

УЗ

I ч

С

03

С

b

к

щ

ш m н

о

Рн

<

CJ ^

О о

с Q

ё

0

1

к

i и

«

и и

V S

Ь

U

<С И

В

S X

н

и

W PQ

@ КОМПАС-ЗО 712  ¡Чертеж БЕЗ ИМЕНИ1 ->Спереди 1] I <=> I ^ Ь^Ьи!

ТЛ 1-о 1410 1 а ч и 1 х Н 6,9721 -6.349Е|. (Ц, З^Щ 0.9207 г |1 ^

0В11В ]!«»« ВО К*)

Файл Редактор Выделить Вид Вставка Инструменты Спецификация Сервис Окно Справка Библиотеки _ д х

Рис. 2. Пример построения линии пересечения конуса и сферы с помощью графического редактора «КОМПАС 30»

Работая в графическом редакторе «КОМПАС ЗР», студент оперирует такими графическими понятиями, как «чертеж», «вид», «проекция», «основная надпись», «масштаб», «шероховатость», «размер», «допуск», «сопряжение» и т.д. Современные компьютерные технологии в процессе преподавания позволяют студенту решать творческие задачи с элементами конструирования.

Рассмотренные возможности графического редактора «КОМПАС ЗЭ» и собственный педагогический опыт позволяет согласиться с утверждением В.А. Адольфа и Н.Ф. Яковлевой, что все вышеизложенное способствует формированию знаниевой составляющей компетентности будущих инженеров, влияющей на их конкурентоспособность [Адольф, Яковлева, 2016].

Создание чертежей с использованием графического редактора «КОМПАС 30» может производиться как в пространстве создания двухмерного изображения «Чертеж» или «Фрагмент», так и с помощью трехмерного моделирования «Деталь».

В первом случае чертеж строится с использованием панели инструментов «Геометрия» при помощи линий, отрезков, окружностей и

других геометрических фигур. Этот способ отличается от традиционного только тем, что вместо карандаша и других инструментов студент работает с компьютерной мышкой и клавиатурой. Но даже при этом качество чертежа значительно улучшается, повышается точность построения. Стандартизированные типы линий и шрифты внедрены в систему, что освобождает студента от ответственности графического оформления, основной его задачей остается правильность графического решения поставленной задачи. В результате студент сам выбирает сознательное приложение интеллектуальных, материальных и физических ресурсов к решению графических задач,

Во втором случае сначала создается трехмерная модель изображаемого предмета (рис. 3), а затем по этой модели в автоматическом режиме создается ассоциативный чертеж.

Такой метод способствует развитию пространственного мышления и аналитических способностей студента, так как в процессе работы над созданием модели необходимо проанализировать ее форму, выделив основные составляющие, спланировать порядок работы над эскизами и их содержание.

I КОМПАС-ЗЭ У12 - [Деталь БЕЗ ИМЕНИ1]

-¡3-

II 1.0

Ь & I ^К I Ш - \gu\x Щ Ч[

^ Оу 0} ! (Ц, 0.83761 - * о

1В1И вол») ?

© Файл Редактор Вид

Спецификация Сервис Окно Справка Библиотеки

_ в х

а

г :ф

Дерево модели

Ш 1_ (т) На чал о координат Эскиз:1

Операция выдавлива» Эскиз:2 ^ Операция выдавлива» Р~1 Эскиз:3

^ Операция выдавливав (5 Фаска :1 щ| С круглен и е:1

Построение

Рис. 3. Трехмерная модель детали, созданная в графическом редакторе «КОМПАС 30»

Использование компьютерных технологий является обязательным условием современного процесса обучения. Наиболее удобным для использования в преподавании азов компьютерной графики является графический редактор «КОМПАС 30» [Система...], предназначенный для прямого проектирования в машиностроении. Опыт преподавания основ работы в графическом редакторе «КОМПАС 30» показал, что студенты осваивают его быстро и легко, значительно ускоряется процесс разработки чертежной документации и заметно повышается ее качество, что, в свою очередь, формирует позитивное отношение к изучаемым дисциплинам, повышает заинтересованность студентов в дальнейшем развитии своих профессиональных инженерно-конструкторских компетенций.

Таким образом, мы видим, что использование графического редактора «КОМПАС 30» способствует формированию профессиональной компетентности на всех уровнях: знания, умения, способности, отношения, усилия.

Следует отметить, что применение компьютерных технологий в любом образовании стало социально-экономической потребно-

стью, а графическое образование, реализуемое без применения информационных технологий, не может считаться современным. Не стоит забывать, что традиционная методика построения чертежей (карандашом на бумаге) останется неизменной в обозримом будущем, а методика машинного построения чертежей будет постоянно меняться с развитием вычислительной техники.

Библиографический список

1. Адольф В.А., Яковлева Н.Ф. Профессиональные задачи как целевой вектор реализации компетентностного подхода в образовании // Вестник КГПУ им. В.П. Астафьева. 2016. № 1 (35). С. 43-47.

2. Бабич Е.В., Пьянкова Ж.А. Некоторые особенности использования графического редактора «КОМПАС 30» в обучении инженерной графике // Инновации в профессиональном и профессионально-педагогическом образовании: матер. XX Всерос. научн.-практ. конф. Екатеринбург, 22-23 апреля 2015 г. Екатеринбург: ФГАОУ ВПО «Рос. гос. проф.-пед. ун.-т», 2015а. Т. I. С. 326-329.

С

са

Щ

УЗ

I

С

03

С

в

к

Щ

и

03

н

о

Рн

о ^ о о и к с О

£

ы н К о

Рч

и

0

1

к

§

и

и

И V

К

ь

и

<с

И

и

Н

и

ш

3. Бабич Е.В., Пьянкова Ж.А. Некоторые особенности использования графического редактора «КОМПАС 3D» в обучении начертательной геометрии // Развитие науки в XXI веке: матер, междунар. научн.-практ. конф. Харьков, Украина, 11 апреля 2015 г. Харьков: научно-информационный центр «Знание», 20156. Ч. 1. С. 140-144.

4. Горохова И.Ф. Формирование ключевых компетенций школьников на уроках технологии посредством взаимодействия основного и дополнительного оборудования. М.: ИД «Первое сентября», 2009. URL : http:// festival. lSeptember.ru/frtikles/505471

5. Веер Э.Ф., Павлова A.M., Сыманюк Э.Э. Модернизация профессионального образования: компетентностный подход: учеб. пособие. М.: МПСИ, 2006. 216 с.

6. Иерусалимский A.M. Начертательная геометрия / под ред. H.H. Иванова. М.: Росвузиз-дат, 1963. 248 с.

7. Приказ от 6 марта 2015 г. № 162 «Об утверждении федерального государственного образовательного стандарта высшего образо-

вания по направлению подготовки 23.03.02 Наземные транспортно-технологические комплексы (уровень бакалавриата).

8. Савельев Ю.А. Начертательная геометрия -базовая дисциплина в техническом вузе // Начертательная геометрия, инженерная и компьютерная графика: сб. матер. Тюмень, 2001. С. 55-56.

9. Селевко Г.К. Компетентности и их классификация // Народное образование. 2004. № 4. С. 138-143.

10. Система трехмерного моделирования «КОМПАС». URL: http://kompas.ru/

11. Хуторской A.B. Ключевые компетенции как компонент личностно ориентированной парадигмы образования // Народное образование. 2003. № 2. С. 58-64.

12. Чопова Н.В. Педагогические условия применения современных компьютерных технологий в процессе обучения студентов инженерной графике // Актуальные проблемы современной педагогики матер. Междунар. заоч. науч.-практ. конф., Новосибирск, 15 февраля 2010 г. URL: http://sibac.info/11789