Баранова И. В., г. Лысьва Пермской области
УДК 379.82:681.3
Развитие творческих способностей учащихся
при конструировании деталей на базе системы КОМПАС – 3D
Графические средства отображения информации широко используются во всех сферах жизни общества. Перестройка проектно-конструкторской деятельности предприятий на основе новых информационных технологий требует от школ, средних специальных и высших учебных заведений подготовки специалистов, владеющих средствами компьютерной графики и автоматизированного проектирования изделий.
Моё знакомство с системой «КОМПАС –3D 5-11» состоялось в 2002 году. Данное программное обеспечение я получила через ХК ОАО «Привод», который является одним из учредителей лицея. Конструкторы и технологи данного предприятия используют в своей работе систему КОМПАС для проектирования новых изделий.
Мне было предложено вести спецкурс «Черчение и компьютерная графика». Изучение курса предполагало наличие компьютерного класса и практическую работу на компьютерах с микропроцессором Pentium, операционной средой Windows 98, с цветным монитором. Необходимо наличие также программных продуктов компании «АСКОН» («КОМПАС 3D 5-11») с лицензией на сетевом ключе HASP, подключённых к серверу локальной сети, чем и располагает лицей.
За основу я взяла программу В.В. Степаковой «Черчение с элементами компьютерной графики. 7 – 9-й классы», помещённую в сборнике программ общеобразовательных учреждений, Москва, «Просвещение», 2000 г. В основу данной программы положено представление о возможности эффективного сочетания технологий выполнения чертежей ручным и машинным способами в процессе графической подготовки школьников.
Проблема использования на уроках черчения компьютера меня интересовала давно.
Использование компьютерных технологий предоставляет возможность показать детям деталь в пространстве и как она создаётся. Помимо того, компьютерное черчение позволяет внести изменения, переделать чертеж буквально за считанные секунды, а бумага – это труд, тем более, что ребята начинают выполнять чертёж с рамки и основной надписи, на что уходит колоссальное количество времени, и когда оказывается что-то неправильно выполнено, то всё начинается сначала. Это приводит к слезам, к неврозам. Дети либо перестают воспринимать данный предмет как значимый, либо чертежи выполняются дома родителями.
Основные понятия, которые учащиеся должны знать при выполнении чертежей – это знания, соответствующие программе за 10 – 11-й классы, особенно по стереометрии и изометрии деталей. Соответственно, в 7 – 8-м классах на уроках черчения дети просто не справляются с заданиями, так как им сложно абстрагировать деталь и перевести в чертёж. Поэтому ученикам приходится переделывать работу по несколько раз.
Решение данных проблем изначально шло в направлении введения спецкурса «Черчение и компьютерная графика» с 7-го класса. К этому времени дети получают базовые знания по информатике, которые достаточны, чтобы вести спецкурс. Спецкурс я вела с 7-го класса по два часа в неделю, что позволило совместить ручное и компьютерное черчение.
По истечении года преподавания спецкурса я пришла к такому варианту работы: на уроке чертежи дети выполняют на компьютере, а дома – вручную. Сам чертеж, его логическое построение ребёнку становится понятнее, так как домашнему выполнению задания предшествует работа на компьютере. В процессе деятельности на уроке развивается пространственное мышление при демонстрации готовых моделей объектов в интерактивном режиме, когда рассматриваются различные проекции с выбором необходимого отображения и формируются элементарные умения преобразовывать форму предметов, изменять их положение и ориентацию в пространстве. С физиологической точки зрения это связано ещё и с тем, что абстрактному мышлению предшествует предметно-образное. По свежим следам выполнение задания у детей получается намного лучше, и время используется более рационально.
По опыту первого года преподавания спецкурса я поняла, что на уроке черчения работа ручная должна быть совмещена с машинной, так как в лицее на современном этапе стоят такие учебно-воспитательные задачи, как трудовая, политехническая и профессиональная подготовка учеников к условиям современного производства, формирование основ компьютерной инженерной графики, умение составлять чертежно-графическую документацию с помощью САПР проектирования, а для этого необходимо умение ручного и компьютерного черчения.
Использование компьютера на уроке позволяет улучшить и результаты работы, снимается проблема помощи родителей в выполнении домашнего задания своим детям. Ведь ребёнок получает тройки не из-за того, что он не может, а из-за того, что он не понимает, а это разные вещи. К тому же на уроке, когда идет работа на машинах, класс делится на 2 группы и, естественно, проводить занятие, когда в классе не 20 человек, а 10, намного легче и продуктивнее. Здесь наибольший коэффициент индивидуального подхода к каждому ребёнку.
Как результат данного вида работы следует отметить и то, что к 10 – 11-му классам дети подготовлены для освоения знаний по стереометрии и изометрии деталей. Работа с компьютером воспитывает у школьников самостоятельность, наблюдательность, аккуратность, точность в построениях, что является важнейшими элементами общей культуры труда. При этом некоторые средства компьютера (например, полуавтоматическая простановка размеров, восстановление наглядного изображения) выполняют роль самоконтроля при выполнении чертежа.
Новые возможности в преподавании черчения открываются при выполнении деталирования и сборочных чертежей, так как редактор предоставляет возможность хранения чертежей деталей, изделий в виде файлов фрагментов. Деталирование и выполнение сборочных чертежей осуществляется с помощью команд чтения фрагментов, сдвига и копирования. При этом требования программы по черчению к знаниям и умениям учащихся, естественно, сохраняются полностью.
Далее остановлюсь на преподавании курса «Черчение с элементами компьютерной графики» в нашем лицее.
Структура курса «Черчение с элементами компьютерной графики» состоит из трёх блоков, изучаемых в 7 – 9-х классах.
Содержание первого блока (7-й класс) направлено на изучение машинного способа построения примитивов, используемых для построения проекций и их редактирование; способы создания изображения объёмных тел и изменение их положения относительно наблюдателя.
Содержание второго блока (8-й класс) предусматривает формирование понятия «изделие», развитие умений анализировать форму изделия (детали), выполнять рабочие чертежи, содержащие виды, разрезы, сечения, используя возможности программы «КОМПАС 3D 5-11».
Содержание третьего блока (9-й класс) направлено на изучение возможности программы «КОМПАС 3D 5-11» по созданию сборочных единиц с использованием библиотеки стандартных деталей и элементов, особенности оформления конструкторской документации машинным способом.
Каждый блок заканчивается выполнением творческой работы: (7-й класс) – «Игрушка» , (8-й класс) – «Зоопарк», (9 класс) – «Сборка».
В 10 – 11-х классах изучение программы «КОМПАС» ведётся в рамках урока информационных технологий. Оно направлено на совершенствование технологии моделирования и изучение дополнительных возможностей данной программы. Учащиеся выполняют творческие работы и решают задачи начертательной геометрии. Совместная деятельность лицея с ХК ОАО «Привод» предусматривает практику на производстве и выполнение проектных работ в образовательном учреждении по заказу предприятия.
При прохождении практики в ХК ОАО «Привод» ученики знакомятся с деятельностью предприятия и видят применение полученных знаний на реальных проектах производства.
Проектная деятельность была организована подразделением завода АСУП на конкурсной основе по теме «Компьютерное моделирование». Учащимися были выполнены следующие проекты: «Якорь необмотанный», «Головка» , «Статор».
Выполненная работа являлась заказом ХК ОАО «Привод» и изготовленные трёхмерные модели изделий будут использованы на заводе в производстве.
Описанная система работы позволяет добиваться следующих результатов.