close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Статья в журнале Геометри и Графика Петухова Новосибирск февр 2015 правка

код для вставкиСкачать
В статье представлен опыт реализации содержания графической составляющей образовательных программ бакалавриата и специалитета по направлению «Строительство» для профилей: «Строительство магистральных железных дорог», «Управление техническим состояни
Библиографическое описание: Петухова А. В. Инженерно-графическая
подготовка
студентов
строительных
специальностей
с
использованием
современных программных комплексов / А. В. Петухова // Геометрия и графика.
М.: ИНФРА-М. V. 3. I. 1. C. 47-58. DOI: 10.12737/10458
Petukhova, A. Engineering Graphics Course Using Modern Software Systems
for Students of Civil Engineering University Geometriya i grafika. V. 3, I. 1: p. 47-58.
DOI: 10.12737/10458
УДК 378
Петухова А.В.
Канд. пед. наук, доцент, Сибирский государственный университет путей
сообщения (СГУПС), Россия, 630049, г. Новосибирск, ул. Дуси Ковальчук, д. 191
ИНЖЕНЕРНО-ГРАФИЧЕСКАЯ ПОДГОТОВКА СТУДЕНТОВ
СТРОИТЕЛЬНЫХ СПЕЦИАЛЬНОСТЕЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ
СОВРЕМЕННЫХ ПРОГРАММНЫХ КОМПЛЕКСОВ
Аннотация. Вооружение выпускников технических вузов современными
актуальными знаниями является одной из важнейших педагогических задач.
Будущий инженер-строитель должен научиться чертить, читать чертежи,
моделировать на компьютере детали, механизмы, конструкции, здания и узлы.
Это большой объем знаний и огромный комплекс навыков. Для их формирования
требуется последовательный переход от чертежей с использованием карандаша и
линейки, через стандартные чертёжные программы (такие Autodesk AutoCAD и
Компас Аскон) к сложнейшим программным комплексам (AutoCAD Revit и
AutoCAD Civil 3D). В статье представлен опыт реализации содержания
графической
составляющей
образовательных
программ
бакалавриата
и
специалитета по направлению «Строительство» для профилей: «Строительство
магистральных
железных
железнодорожного
«Промышленное
водоотведение».
пути»,
и
дорог»,
«Управление
«Мосты»,
гражданское
техническим
«Тоннели
строительство»,
и
состоянием
метрополитены»,
«Водоснабжение
и
Обучение построено по модульному принципу. Модуль «Начертательная
геометрия» базируется на классической методике обучения дополненной
современными средствами визуализации (электронные плакаты, презентации, 3D
модели).
Второй модуль «Инженерная графика» построен с упором на
компьютерный способ выполнения чертежей. На этом этапе закладываются
базовые навыки черчения и трёхмерного моделирования.
Основная задача,
решаемая в третьем разделе «Компьютерная графика (Графические средства
ЭВМ)» получение глубоких навыков работы в графических приложениях
среднего уровня (CAD комплексы, двухмерное и трёхмерное моделирование,
автоматизация проектных задач). И на последнем четвёртом этапе формируются
компетенции, связанные с использованием наиболее современных программных
комплексов, позволяющих разрабатывать модели объектов на основе технологи
информационного моделирования.
Комплексный подход к
построению системы
обучения
позволяет
эффективно решать как локальные так и общие педагогические задачи и создаёт
крепкую базу для формирования основных профессиональных компетенций
инженера.
Ключевые слова: начертательная геометрия, инженерная и компьютерная
графика, графическая подготовка, компьютеризация, электронная модель, 3d
моделирование, методические разработки.
В России, как и во всём мире, повышенное внимание вызывает проблема
эффективности образования как гарантии стабильного развития государства. В
разработке технологий повышения качества обучения особо остро нуждается
система высшего профессионального образования. В нынешних социальноэкономических
условиях
вооружение
выпускников
технических
вузов
современными знаниями является одной из важнейших педагогических задач.
Однако, согласно исследованиям Столбовой И.Д. значимость этой задачи
педагогическим сообществом осознается пока еще недостаточно. Согласно её
исследованиям обсуждаемость темы современности знаний занимает лишь 7-е
место в аналитическом перечне, вопросов, поднимаемых на конференциях
различного уровня [11, 12].
Сверхбыстрые
темпы
информатизации
строительной
и
машиностроительной отраслей, уплотнение информационного пространства,
слияние мирового технологического пространства, интеграция профессиональных
областей, тенденции объединения мировых рынков труда требуют подготовки
специалистов, не только вооружённого знанием современного уровня, но и
владеющего мировой технологической культурой, которая сегодня, помимо
прочего включает такие компоненты как способность работать в информацией в
электронных сетях, использовать ресурсы Интернет для самообразования,
владение множеством программных средств инженерного проектирования,
понимание современных технологических подходов.
Для решения этой задачи необходима модернизация и принципиальное
обновление концептуальных и методологических подходов к построению
системы инженерно-графической подготовки в вузах страны. Необходима
создание целостной системы инженерно-графических дисциплин, и разработка
качественно нового подхода к формированию методического, технологического,
содержательного, мотивационного аспектов процесса обучения в техническом
вузе, реализующего инновационные стратегии и продуктивные тенденции
развитии высшего профессионального образования, позволяющего раздвинуть
границы образовательного пространства каждого субъекта обучения, увеличить
профессиональную направленность преподавания дисциплин общеинженерного
цикла и актуальность их содержания.
Графическая подготовка студентов технического вуза – один из основных
элементов обучения. Умение разрабатывать, выполнять и оформлять техническую
документацию – всегда было одними из важнейших профессиональных
компетенций инженера. Однако, сегодня, графическая подготовка охватывает не
только область подготовки технических графических документов. Теперь задача
стала значительно шире. Студент должен научиться воссоздавать объекты
инженерного
проектирования
в
виртуальном
пространстве
–
создавать
электронные модели деталей и механизмов; моделировать взаимодействия,
движение, перемещение, сборочно-разборочные операции; воссоздавать этапы
жизненного цикла объекта, т.е. овладеть основными методами и инструментами
компьютерного проектирования.
В Сибирском государственном университете путей сообщения (СГУПС,
Новосибирск) уже сейчас существует ряд наработок, позволяющих решить ряд
педагогических задач, связанных с формированием у студента компетенций,
адекватных
современному
уровню
развития
технологии
инженерного
проектирования.
Перечень дисциплин, читаемых на кафедре «Графика» СГУПС довольно
широк: от «Начертательной геометрии» до «Программного обеспечения». Также
разнообразны и направления подготовки будущих специалистов, это и строители,
и механики, и управленцы.
В данной статье будет показан один из внедрённых в учебный процесс
учебно-методических
образовательных
комплексов.
программ
подготовки
направлению «Строительство».
специалистов
(квалификация
магистральных
железных
Он
выстроен
на
бакалавров
и
базе
содержания
специалистов
по
Данный комплекс используется для обучения
-
инженер)
дорог»,
по
«Управление
профилю:
«Строительство
техническим
состоянием
железнодорожного пути», «Мосты», «Тоннели и метрополитены». А также для
обучения
бакалавров
«Промышленное
и
(квалификация:
гражданское
бакалавр-инженер)
строительство»,
по
профилям
«Водоснабжение
и
водоотведение» (табл. 1).
Табл. 1. «Специальности и профили подготовки»
№
Шифр и профиль подготовки
Общее
направление
подготовки
Строительство
3
271201.65 Строительство
магистральных железных дорог
271501.65 Управление техническим
состоянием железнодорожного пути
271501.65 Мосты
4
271501.65 Тоннели и метрополитены
Строительство
5
270102.65 Промышленное и
гражданское строительство
270102.65 Водоснабжение и
водоотведение
Строительство
1
2
6
Учебно-методический
комплекс
Строительство
Строительство
Строительство
включает
Квалификация
Специалист,
звание – инженер
Специалист,
звание – инженер
Специалист,
звание – инженер
Специалист,
звание – инженер
Бакалавр, бакалавр
– инженер
Бакалавр, бакалавр
– инженер
дисциплины
базового
и
федерального компонентов, предназначен для обучения студентов младших
курсов, имеет модульную структуру.
Поскольку объём учебной нагрузки, предусмотренный учебными планами
подготовки бакалавров и специалистов различается, для некоторых профилей
подготовки могут использоваться не все элементы модулей.
Наименования основных модулей комплекса соответствуют названиям
учебных дисциплин. Они приведены в табл. 2. Здесь же указано количество,
часов, предусмотренное учебными планами по разным видам учебной нагрузки и
основное программное обеспечение (ПО), используемое в процессе обучения.
Итак, студенты, проходящие подготовку по направлению «Строительство»
изучают четыре дисциплины, объединённые общими дидактическими целями.
Это - «Начертательная геометрия», «Инженерная графика», «Компьютерная
графика (Графические средства ЭВМ)», «Программное обеспечение (Цифровое
моделирование)».
Табл. 2. «Дисциплины цикла «Компьютерное проектирование»»
Модуль
Семестр
Аудиторная
работа, час.
1
Учеб.
нагрузка,
час.
180
Начертательная
геометрия
Инженерная графика
Компьютерная
графика
(Графические
средства ЭВМ)
Программное
обеспечение
2
3
108
108
54
54
108
Основное
программное
обеспечение
КОМПАС-График
КОМПАС-3D
AutoCAD
4
72
36
AutoCAD Revit
AutoCAD Civil
Каждая из перечисленных дисциплин изучается в течение одного учебного
семестра, весь цикл длится четыре учебных семестра.
Первый учебный семестр - «Начертательная геометрия». Доминирующая
цель
–
развитие
пространственного
и
образного
мышления,
освоение
теоретической части графических дисциплин. Тип занятий: лекции, практические
занятия и консультационные занятия.
Лекции читаются в поточных лекционных аудиториях, оборудованных
мультимедиа системой.
Использование мультимедиа средств при чтении лекций позволяет решить
ряд дидактических задач: повысить наглядность, значительно сократить время,
отведенное на освещение отдельных элементов содержания; расширить круг
рассматриваемых проблем и вопросов. При чтении лекций активно используются
презентации, динамические 3D модели, видео.
Электронная учебная презентация – это сочетание компьютерной
анимации, видео, графики и звукового ряда, созданных в единой среде и
объединенных общими принципами оформления. Презентации предназначены
для решения локальных педагогических задач. Они позволяют повысить
информативность и выразительность при объяснении учебного материала и
отражают содержание отдельных тем, изучаемых в курсах графических
дисциплин, являясь в значительной степени автономными элементами системы
обучения.
В
нашем
случае
презентация
является
«контейнером»
для
консолидации наглядного материала и содержит минимум текстовой информации
(рис. 1).
Рис. 1. «Лекции-презентации по начертательной геометрии»
Эффективным
средством
повышения
наглядности
теоретического
материала являются электронные модели. Согласно исследованиям, проведённым
К.А. Вольхиным и Т.А. Астаховой низкий уровень развития пространственного
воображения является основной причиной неудач при обучении «Начертательной
геометрии» у 54% студентов [2, 5]. Использование компьютерной визуализации
частично снимает эту проблему.
Электронная модель описывает геометрическую форму, размеры и иные
свойства объекта, зависящие от его формы и размеров. Модель позволяет быстро
и надёжно сформировать у студента визуальный образ объекта.
Поскольку работа по созданию моделей требует определённых навыков и
опыта мы организовали кафедральную электронную библиотеку моделей. Она
содержит
десятки
«Начертательная
файлов-иллюстраций
геометрия».
Любой
к
различным
преподаватель
разделам
кафедры
курса
может
воспользоваться этой библиотекой для проведения занятий, разместить их в своих
презентациях или методических пособиях. Это позволяет снизить трудозатраты
преподавателей на подготовку к лекциям и даёт возможность использовать
материалы высокого качества, при этом полностью соответствующие программам
обучения. Каждая иллюстрация электронной библиотеки сохранена в нескольких
форматах:
- растр, для размещения в презентации или для воспроизведения
стандартными средствами MS Office;
- векторная графика, для воспроизведения с помощью специальных
графических приложений;
- формат 3D модели-Компас, для возможности выполнения таких действий
с моделью, как вращение, изменение параметров видимости, рассечение и пр.
Кафедральная электронная библиотека содержит наборы базовых моделей,
отражающих основные аспекты и темы учебного курса.
Примеры моделей представлены на рис. 2.
Рис. 2. «Пример наглядных пособий из электронной библиотеки кафедры»
Часто
возникает
вопрос
об
обоснованности
такого
активного
использования электронных ресурсов в курсе Начертательной геометрии. На
кафедре не сложилось единого мнения на этот счёт. Большинство преподавателей
придерживается мнения, что исключение «ручного» способа исполнения
чертежей недопустимо, однако признают, что наглядность электронных моделей в
разы превышает наглядность чертежей на доске. Поэтому, на лекциях мы
используем комбинацию классической и компьютеризированной методик
обучения. Отдельные элементы курса рассматриваются с использованием
чертёжной доски и мела, другие c помощью специального электронного контента.
Дополнительным обеспечивающим ресурсом лекционного курса является
система дистанционного обучения Moodle (модульная объектно-ориентированная
динамическая учебная среда) — свободная система управления обучением,
распространяющаяся по лицензии GNU General Public License.
Система
реализует
конструкционизма»
взаимодействия
и
между
философию
«педагогики
ориентирована
прежде
преподавателем
и
всего
учениками.
на
социального
организацию
Moodle
позволяет
интегрировать обучение используя веб-технологии. Через Moodle студенты,
получают доступ к различным учебным ресурсам, например, таким как:
конспекты лекций, наглядные учебные пособия, тесты, вопросы для подготовки к
экзамену и зачёту.
В нашем вузе данная система используется как единая среда организации
электронных учебных ресурсов, а, так же, для методической поддержки очного и
заочного обучения (рис. 3).
Рис. 3. «Пример страницы Moodle. Краткий конспект лекций по «Начертательной
геометрии»»
Практические занятия по «Начертательной геометрии» проводятся в
специализированных учебных залах, в которых размещены персональные
компьютеры и деревянные чертёжные доски. Это позволяет совмещать
компьютерные
и
ручные
методы
исполнения
чертежей,
используя
на
практических занятиях и те, и другие. Каждый студент получает опыт
выполнения чертежей и в карандаше, и с помощью графических программ. На
этом этапе обучения мы используем 2D формат электронных документов (т.е.
ЭВМ играет роль электронного кульмана, все построения выполняются с
использованием классических приёмов «Начертательной геометрии»). Попутно
решается педагогическая задача адаптации недавних школьников к условиям
обучения в вузе, выравнивание уровня владения графическими навыками,
обучение основам компьютерной графики. С целью сокращения затрат времени
при использовании компьютера на практических занятиях по Начертательной
геометрии широко применяются электронные задачники. Они представляют
собой гипертекстовые документы в формате HTML, связанные с библиотекой
чертежей-заготовок. Каждый такой чертёж - это отдельный файл, выполненный в
графическом редакторе. Он содержит текст задачи и чертёж условия. По команде
преподавателя
студент
открывает
задачник,
выбирает
задачу,
загружает
связанный файл на свой компьютер и может сразу приступить к решению, без
дополнительных затрат времени на перенос условия. Для некоторых задач
дополнительно предусмотрена возможность наглядной визуализации. Чаще всего
это возможность загрузки готовой трёхмерной модели, иллюстрирующей условие,
результат или ход решения задачи (рис. 4). Такие модели повышают
интенсивность аудиторной работы, формируют визуальный образ, облегчают
понимание сути построений, выполняемых на плоском чертеже. Преподаватель
И.А. Сергеева отмечает: «Работая с плоскими изображениями, обучающиеся
испытывают
затруднения
при
воссоздании
визуального
образа
объекта.
Электронная модель, которую можно передвигать, вращать, менять свойства
(цвет, блеск, прозрачность), отсекать части, является ощутимым подспорьем для
правильного решения задачи» [10].
Рис. 4. «Практический курс «Начертательная геометрия»»
В качестве программного обеспечения на данном этапе обучения мы
используем комплекс КОМПАС (Ascon). Это интуитивно понятная система, не
требующая больших затрат времени на освоение. Политика лицензирования
компании Ascon позволяет использовать программное обеспечение в учебном
процессе. Есть бесплатные студенческие лицензии. Процесс обучения приёмам
работы достаточно прост. В стандартный пакет поставки включены специальные
материалы для самостоятельного освоения приёмов работы «Азбука КОМПАС»,
Использование данного программного обеспечения на практических занятиях не
вызывает серьёзных трудностей у студентов, и не требует специальной
подготовки. Навыки формируются естественным образом, в процессе решения
задач.
Второй семестр – дисциплина «Инженерная графика».
В учебных планах специальностей нашего вуза на её изучение отводится от
72 до 144 часов. Основная цель – изучение отраслевых стандартов оформления
чертежей и состава графической проектной документации. На этом этапе
большинство преподавателей переходит к машинному способу выполнения
чертежей. Исключение составляют лишь некоторые темы, например, такие как
«Технический рисунок» и «Выполнение эскизов деталей».
Базовым программным комплексом для специалистов строительного
направления и для ряда машиностроительных специальностей выбран КОМПАС3D (Ascon). Огромный плюс этого программного комплекса – полное
соответствие графики российским стандартам, а также наличие профилейконфигураций для строительства, машиностроения (AEC, mcad, ISO пр.).
Конфигурации
содержат
специализированные
библиотеки
стилей,
типов,
основных надписей, элементов и обозначений.
Методика обучения построена на принципах унификации предметной
подготовки. В начале семестра, при изучении темы «Проекционное черчение»
происходит постепенный переход от инструментов плоского черчения к
элементам 3D графики. При этом использование компьютерного моделирования
позволяет несколько изменить технологию обучения и расширить круг
рассматриваемых вопросов. Например, на одном из начальных этапов изучения
темы «Изображения: виды, разрезы, сечения», после обсуждения основных
положений ГОСТ 2.305 и демонстрации приёмов генерации плоских чертежей из
3D модели, студент получает в качестве примера готовую электронную модель
сложной корпусной детали. Его задача: проанализировать форму, принять
решение, о необходимом и достаточном составе изображений, включая местные
виды, сечения и выносные элементы. Затем сгенерировать их из модели,
доработать (изменить параметры видимости графики, добавить необходимые
условные обозначения, применить условности и упрощения, где это требуется,
нанести размеры и пр.). При небольшом фактическом объёме работы, студент
вынужден использовать максимум знаний.
Как показывает наш опыт такая
работа помогает лучше запомнить основные положения стандарта и снимает ряд
трудностей традиционно возникавших при решении обычных задач по теме
«Проекционное черчение», связанных с чтением и выполнением чертежа.
Затем мы углубляем и специализируем знания. В процессе работы над
заданиями
разделов
черчение»
студент
«Машиностроительное
осваивает
моделирования
поверхностей,
использовать
встроенные
приёмами
деталей
и
черчение»
и
самостоятельного
сборочных
пользовательские
«Строительное
трёхмерного
единицы,
профили,
учится
библиотеки
конструкторских элементов, оформлять чертежи в соответствии с отраслевыми
стандартами.
М
Одним из способов визуализации информации этого раздела являются
электронные учебные макеты, – это вид объемного наглядного пособия,
искусственно воспроизводящий натуральный объект и передающий его внешние
свойства и признаки, а также внутреннее устройство (структуру) с высокой
степенью точности, выполненный в виртуальном пространстве в форме 3D
графики.
В рамках дисциплин графического цикла мы используем их для
визуализации работы механизмов и узлов, а также для пояснения хода
выполнения некоторых технологических операций.
Рис. 5. «Примеры чертежей, заданий и моделей курса «Инженерная графика»»
Третий этап обучения – дисциплина «Компьютерная графика (Графические
средства ЭВМ)». Читается она в третьем семестре. Основная цель – обучение
профессиональной работе в системах автоматизированного проектирования.
Такие программные продукты как Autodesk AutoCAD, SolidWorks, Компас
Ascon занимают лидирующие позиции в соответствующей профессиональной
области и являются базовыми продуктами, на основе которых происходит
слияние мирового технологического пространства. Навык работы с этими
программными
комплексами
подтверждает
высокий
уровень
подготовки
выпускника и позволяет ему конкурировать на мировом рынке труда. Рабочая
программа дисциплины составлена таким образом, чтобы сформировать у
студента
полное
представление
о
возможностях
базового программного
комплекса и навык выполнения сложных, близких профессиональному уровню
проектов.
Для студентов инженерно-строительных специальностей за основу взят
AutoCAD базовый программный продукт компании Autodesk. Мы рассматриваем
вопросы создания и редактирования геометрии, работы со стилями и
аннотациями, параметризации, связывания чертежей и пр.
Для
организации
обучения
разработан
оригинальный
электронный
тренажёр. Он представляет собой HTML документ, с возможностью загрузки
файлов-шаблонов, содержащих задания по текущей теме. Файл-шаблон – это
документ в формате .dwg, имеющий многолистовую структуру. Он содержит, как
правило, 5-8 листов заданий формата А4, А3 или А2. На каждом листе в правой
части студент видит образец задания, а в левой он должен выполнить такой же
или аналогичный чертёж следуя здесь же размещённым методическим указаниям
(рис. 6, 7). Работа выполняется в аудитории в присутствии преподавателя.
Студент самостоятельно загружает из сети вуза очередное задание согласно плану
занятий.
Преподаватель с помощью мультимедиа системы демонстрирует
приёмы работы, комментирует условие задания и требования к результату.
Студент выполняет задание, овладевая приёмами работы. Электронная сеть
позволяет преподавателю контролировать ход выполнения задания каждым
студентом,
оказывать
своевременную
помощь,
помочь
справиться
с
затруднениями, откорректировать ошибки. Студент имеет возможность обратится
через сеть к разнообразным электронным ресурсам, размещённым локально или в
системе.
Рис. 6. «Пример многолистового шаблона задания AutoCAD. Тема «Инструменты
редактирования»»
Рис. 7. Пример многолистового файла-шаблона AutoCAD. Тема «использование
команд: сплайн, разделить и разметить»
Обучение организовано в форме практикума. Практикум – вид учебной
деятельности, направленный на выработку определённых навыков, например, на
освоение некоторого функционала программы. Студент многократно повторяет
определенные действий с целью их закрепления. В результате упражнений
формируются, углубляются и совершенствуются профессиональные навыки и
умения.
Использование чертежей-заготовок в заданиях позволяет усложнить
геометрию чертежа, без потери времени. В основу большинства заданий
положены фрагменты графической части курсовых и дипломных проектов по
специальности, либо фрагменты реальных инженерных проектов (рис. 8). Это
позволяет обеспечить высокий уровень профессиональной направленности
обучения. Задания разнообразны по содержанию и форме и традиционно
вызывают интерес у студента, что важно для успешного освоения дисциплины.
Примеры заданий, предназначенных для освоения приёмов работы в
программном продукте AutoCAD приведены на рисунке 8.
Рис. 8. «Фрагменты заданий курса «Компьютерная графика»»
В конце второго курса изучается четвёртая последняя дисциплина
комплекса
–
«Программное
обеспечение».
Инициаторами
введения
дополнительного курса в цикл графических дисциплин были выпускающие
кафедры. Именно они настояли, на том чтобы студент уже на втором курсе
получил возможность познакомиться с наиболее современными технологиями
инженерного проектирования, в основе которых лежат параметрические
объектно-ориентированные цифровые модели. Мы включаем сюда, например,
такие комплексы как: Autodesk Revit Structure, Revit MEP и Revit Architecture,
AutoCAD
Civil.
строительного
Создавая
объекта,
параметрическую
студент
получает
информационную
представление
о
модель
технологии
информационного моделирования, и возможностях новейших программных
комплексов. На старших курсах он уже не тратит время на освоение ПО, а имеет
возможность творить и углублять свои знания.
Основная
задача
курса
-
освоить
технологию
информационного
моделирования, которая состоит в использовании средств компьютерной техники
для создания единой информационной модели объекта, содержащей данные о его
геометрии, пространственных отношениях, связях компонентов, географическом
расположении, свойствах материалов, этапах жизненного цикла и т.п.
Подход
предполагает
к
проектированию
прежде
конструкторской,
всего
через
информационное
моделирование
представление
геометрической,
комплексное
технологической
и
иной
информации
со
всеми
ее
взаимосвязями и зависимостями. В.В. Талапов отмечает, что правильное
определение этих взаимосвязей, точная классификация, хорошо организованное
структурирование и достоверность используемых данных – залог успеха
информационного моделирования. Этот же автор особо подчёркивает, что
принципиальные решения по проектированию остаются в руках человека, а
компьютер опять выполняет лишь порученную ему техническую функцию по
обработке информации [13].
Один из наиболее острых педагогических вопросов связан не с
необходимостью подобного курса, в этом никто не сомневается, а с его местом в
системе графической подготовки. В подавляющем большинстве вузов студента
знакомят с технологией информационного моделирования только на последних
выпускных курсах. Обычно это происходит, в рамках одной из специальных
дисциплин профессионального цикла. Зачастую - весьма поверхностно, что
обусловлено недостатком времени, его как правило хватает только на обучение
азам информационного моделирования, ни о каких трудоёмких задачах речи даже
не идёт. Студент просто не успевает принять большой объём информации,
переработать
её
и
попробовать
реализовать
на
практике.
Технология
информационного моделирования целиком со всеми своими взаимосвязями и
разветвлённой структурой данных - невероятно сложная вещь. Для её понимания
необходимо организовать ступенчаты, постепенный процесс накопления знаний
их наследования. Именно поэтому в нашем вузе сознательно разделены две
важнейших
составляющих
информационного
моделирования:
контекстно-
геометрическая и технологическая.
Контекстная составляющая – это организационная совокупность элементов
данных и связей между ними, созданная в рамках информационной модели для
группирования и представления (в том числе визуального отображения)
необходимого состава информации с определенной целью.
Геометрическая
составляющая
это
совокупность
данных
имеющая
геометрическую привязку: форма и пространственные отношения (координация,
согласование, взаимосвязь) а также атрибуты и свойства объектов.
Технологическая составляющая описывает совокупность исходных данных
и результатов проектирования. Сюда можно включить: методы расчётов, способы
представления данных, этапы проектирования и жизненного цикла объекта,
назначение модели, способы организации данных и управления проектом.
Конечно эти две составляющие неотделимы друг от друга, но в курсе
графических
дисциплин
акцент
сделан
на
контекстно-геометрической
составляющей. А в курсах специальных дисциплин на технологической. Овладев
инструментами формирования геометрии информационной модели на втором
курсе,
студент
овладевает
навыками
полноценного
использования всего
комплекса на последующих специальных дисциплинах.
Информационное моделирование изучается в рамках курса «Программное
обеспечение». Он читается в нашем вузе третий год. За это время был накоплен
определённый опыт, который позволяет сделать вывод об актуальности введения
подобных курсов в систему графической подготовки будущих инженеров. Они
формируют хорошую базу для дальнейшего развития профессиональных
компетенций инженера.
Курс организован в форме тренинга. Каждое занятие посвящено
отдельному аспекту информационной модели. Мы демонстрируем приёмы
работы через мультимедиа систему, студент параллельно выполняет те же самые
действия на компьютере. Затем выдаётся практическое задание с пошаговой
инструкцией.
Пошаговые инструкции – представляют собой указания по решению
отдельных
задач.
Они
представлены
в
виде
текстовых
данных,
и
последовательности рисунков. Некоторые инструкции сохранены в видеоформате или в формате презентации. Методические материалы в виде пошаговых
инструкций
дали
наибольший
педагогический
эффект
при
организации
самостоятельной работы студентов в рамках данного курса. Кроме того они
просто незаменимы в качестве «корректирующего средства» при работе с
отстающими студентами. Кроме того, благодаря свободному доступу к
инструкциям, студенты, пропустившие занятия по тем или иным причинам могут
самостоятельно освоить материал курса.
В курс «Программное обеспечение» включены такие разделы как:
– Введение в программное обеспечение и информационное моделирования,
основы BIM-технологий;
– Информационное моделирование зданий и сооружений;
– Цифровые модели объектов инфраструктуры и топографических
поверхностей.
Студент
выполняет
несколько
практических
заданий:
«Изменение
параметров видимости графики в Autodesk Revit», «Формирование контекстногеометрической составляющей информационной модели строительного объекта
Revit Architecture» (рис. 9), «Создание информационной модели строительной
конструкции в Revit Structure», «Создание цифровой модели топографической
поверхности в Autodesk Civil 3D» (рис. 10), «Создание цифровой модели
площадного строительного объекта Autodesk Civil 3D» и др.
Рис. 9. «Задание «Формирование контекстно-геометрической составляющей
информационной модели строительного объекта Revit Architecture»»
Рис. 10. «Задание «Создание цифровой модели площадного строительного
объекта Autodesk Civil 3D»»
В результате выполнения этих и других заданий студент осваивает
инструменты и приёмы формирования информационных моделей, знакомится с
со структурой данных проекта, способами их организации и использования,
учится управлять визуальными параметрами объектов, видов и листов.
Таким образом в результате освоения линейки дисциплин происходит
развития графических компетенций будущих специалистов от навыков черчения
до способности использовать современнейшие компьютерные технологии.
Наш педагогический опыт комплексного обучения студентов графическим
дисциплинам доказывает эффективность построения системы подготовки,
построенной как единый комплекс со сквозной системой целей, задач и
технологий обучения. Такая система помогает сохранить знания, полученные
студентами на первом курсе и создать крепкую базу для формирования основных
профессиональных компетенций инженера. Мы стараемся идти в ногу со
временем, не останавливаться на достигнутом, открывая перед обучающимися
горизонты новых технологий.
Литература
1. Асекритова С.В. Специфика разработки конструкторской документации
в условиях автоматизации производства//Геометрия и графика. 2013. Т. 1. № 3-4.
С. 36-39. DOI: DOI: 10.12737/2131
2. Астахова Т.А. Использование информационных технологий в изучении
дисциплин графического цикла//Материалы научно-практической конференции с
международным участием «Актуальные проблемы современного образования:
опыт и инновации» (27-28 ноября 2014 г.)/Отв. ред. А.Ю. Нагорнова. Ульяновск:
SIMJET, 2014. С. 317-319.
3. Волкова М.Ю., Егорычева Е.В. Графическая грамотность инженера как
способ получения фундаментальных профессиональных знаний//Геометрия и
графика. 2014. Т. 2. № 1. С. 53-57. DOI: DOI: 10.12737/3849
4.
Волошинов Д.В. О перспективах развития геометрии и ее
инструментария//Геометрия и графика. 2014. Т. 2. № 1. С. 15-21. DOI: DOI:
10.12737/3844
5.
Вольхин К.А., Астахова Т.А. Проблемы графической подготовки
студентов технического университета//Геометрия и графика. 2014. Т. 2. № 3. С.
24-28. DOI: DOI: 10.12737/6522
6.
Новожилова С.А., Егорычева Е.В. Информационное обеспечение в
современных технологиях обучения графическим дисциплинам//Геометрия и
графика. 2014. Т. 1. № 3-4. С. 33-35. DOI: DOI: 10.12737/2130
7. Парвулюсов Ю.Б. Применение компьютерной графики при курсовом
проектировании оптических приборов//Геометрия и графика. 2014. Т. 2. № 1. С.
42-45. DOI: DOI: 10.12737/3847
8.
Петухова А.В., Болбат О.Б. Компьютерное проектирование: опыт
организации
непрерывной
системы
обучения
графическим
дисциплинам//Материалы научно-практической конференции с международным
участием «Актуальные проблемы современного образования: опыт и инновации»
(27-28 ноября 2014 г.)/Отв. ред. А.Ю. Нагорнова. Ульяновск: SIMJET, 2014. С.
440-446.
9.
Свичкарева Г.Н., Андрюшина Т.В., Ковалев В.А. Оптимизация
структуры и содержания графических дисциплин с позиции модульнокомпетентностного подхода//Геометрия и графика. 2014. Т. 2. № 1. С. 77-79.
10.12737/484.
10.
Сергеева И.А. Опыт создания и внедрение учебно-методического
депозитария по начертательной геометрии и инженерной графике//Вестник НГПУ
Новосибирск. 2013. № 2. С. 93-102. URL: http://vestnik.nspu.ru/article/732
11.
Столбова И.Д. Актуальные проблемы подготовки студентов
технических вузов//Геометрия и графика. 2014. Т. 2. № 1. С. 30-41. DOI: DOI:
10.12737/3846
12. Столбова И.Д., Столбов О.В., Шахова А.Б. Опыт проведения интернетконференций по проблемам качества графической подготовки как пример
межвузовской кооперации//Геометрия и графика. 2014. Т. 2. № 3. С. 17-23. DOI:
DOI: 10.12737/6521
13.
Талапов
В.В.
Основы
BIM:
введение
в
информационное
моделирование зданий. М.: ДМК Пресс, 2011.
14. Тихонов-Бугров Д.Е. О некоторых проблемах графической подготовки
в технических вузах (взгляд из Санкт-Петербурга)//Геометрия и графика. 2014. Т.
2. № 1. С. 46-52. DOI: DOI: 10.12737/3848
15.
Токарев
В.А.
Эффективность
комплексного
применения
в
профессиональной подготовке специалистов различных типов графических
программ при разработке геометрических моделей//Геометрия и графика. 2013. Т.
1. № 3-4. С. 40-43. DOI: DOI: 10.12737/2132
16.
Ярошевич О.В., Зеленовская Н.В. Резервы совершенствования
геометро-графической подготовки современного инженера//Геометрия и графика.
2014. Т. 2. № 2. С. 37-42. DOI: DOI: 10.12737/5590
Сведения об авторе
Петухова Анна Викторовна,
доцент кафедры «Графика» СГУПС,
кандидат пед. наук, доцент
Сибирский государственный университет путей сообщения (СГУПС)
Россия, 630049, г. Новосибирск, ул. Дуси Ковальчук, д. 191
Автор
AnnaPAV2011
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
32
Размер файла
4 706 Кб
Теги
autocad, графика, геометрия, Civil, Технический вуз, Начертательная геометрия, Инженерна графика, статья, компьютерная графика
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа