Методика преподавания черчения. Изобразительное искусство и черчение
Методы обучения - это способы работы, посредством которых достигается усвоение школьниками знаний, умений и навыков по предмету. Для метода обучения характерно наличие двух признаков: 1) метод должен обеспечивать достижение цели обучения, давать учащимся новые знания, развивать их и проверять; 2) в методике обучения должна существовать двусторонняя согласованная деятельность учителя и ученика.
Черчение как учебный предмет специфичен и значительно отличается от других школьных дисциплин, поэтому совокупность методов обучения черчению (графике) будет несколько отличаться от методов обучения другим предметам.
К числу методов обучения черчению (графике) относятся рассказ, беседа, лекция, объяснение, наблюдение, моделирование и конструирование, работа с учебником и справочной литературой, выполнение графических работ и другие. Рассмотрим основные из них.
Рассказ - это повествовательная форма изложения учебного материала учителем, которая раскрывает практический смысл полученных на уроке знаний, подкрепляемая конкретными примерами из жизни.
Объяснение - это последовательное разъяснение сущности и значения понятий. Объяснение использую не только при изложении нового материале, но и в процессе повторения, если выявлен пробел в знаниях. Ocoбенно необходимо использовать этот метод при подготовке к выполнению графических работ. При этом объясняется порядок выполнения работы, ставятся задачи. Можно применять и отдельные приёмы этого метода: Например, при выполнении графической работы - учащиеся испытывают затруднения, в этот момент можно продемонстрировать модель, плакат, таблицу или устно пояснить материал.
Беседа -
разговор учителя с учеником. Учитель, используя систему продуманных вопросов, подводит учащихся к пониманию и усвоению новых знаний, опираясь на знания, имеющиеся у учащихся и практический опыт. В то же время выясняется степень усвоения ранее изученного материала. Вопросы должны быть чётко сформулированы, ясными по содержанию и краткими по форме и требующие определенного ответа. Беседы развивают внимание учащихся, самостоятельность их мышления и учат логически излагать материал.
Беседы могут быть четырех видов:
1) беседа - сообщение;
2) беседа-закрепление;
3) беседа - контроль;
4) беседа –повторение.
Беседа - сообщение применяется в тонн случае, когда можно использовать уже имеющийся у учащихся запас знаний по теме.
Беседа - закрепление проводится после изучения какой-либо темы;.
Беседа - контроль можно использовать на этапе обучения черчению.
Беседа - повторение применяется перед изучением нового материала и имеет цель - напомнить учащимся изученный ранее материал и создать более прочную базу для усвоения нового учебного материала.
Лекция - изложение материала учителем, не прибегая к вопросам. Этот метод в повторение черчении занимает незначительную часть урока.
Рассказ, беседа, лекция - методы устного изложения материала.
Наблюдение - целенаправленное, непосредственное и организованное восприятие учащимися предметов и явлений. Наблюдение-это один из наиболее важных способов формирования представлений и понятий в процессе обучения черчению. При выполнении чертежа учащиеся должны обратить внимание на геометрическую форму предмета, а не на цвет или его фактуру. Внимание ученика необходимо направлять, придавать наблюдению целенаправленный характер для того, чтобы он мог установить сходство и различие между предметами и явлениями. Из-за мышления такая работа должна проводится на протяжении всего периода обучения черчению: при объяснении, закреплении, повторении, обобщении.
Необходимость введения в процесс обучения черчению таких методов, как моделирование и конструирование, прямым образом отвечает современным требованиям обучения. Моделирование и конструирование способствуют выработке у учащихся навыков чтения чертежей, развивают их пространственные пpeдставлeния.
Моделирование - это метод, в основе которого лежит процесс воспроизведения формы предмета по его изображению или описанию. Для моделирования на уроках черчения (графики) может использоваться пластилин, глина, картон, проволока, пенопласт и другой материал.
Конструирование - это процесс создания нового образа предмета на основе его заданных свойств. Конструкторские задачи предполагают разработать какую-то схему соединения, предложить конструкцию и выполнить чертёж недостающей детали и так далее.
Важным методом обучения черчению является выполнение графических работ - этот метод способствует выработке у учащихся необходимых навыков но выполнению чертежей, аксонометрических проекции, эскизов, технических рисунков. В процессе выполнения графических изображений учащиеся познают логику построения чертежа. Знакомятся с правилами и условностями его оформления, принятыми соответствующими стандартами. Графические работы проводятся для закрепления знаний, а также при объяснении нового материала и контроле знаний учащихся.
Работа с учебником и справочным материалом имеет большое воспитательное и обучающее значение, Этот метод используется для развития у учащихся навыков самостоятельной работы, что способствует активизации мышления. Такая работа должна проводится на протяжении всего периода обучения черчению: при объяснении, закреплении, повторении, обобщении.
В процессе преподавания учитель всегда должен заботиться о том, чтобы вызвать у учащихся интерес к занятиям и заставить их активно мыслить. Это связано с поисками новых совершенных методов обучения черчению (графике).
Другая теория обучения, которую можно использовать в преподавании черчения, - технология обучения - направление в педагогической науке, которое занимается конструированием оптимальных обучающих систем, проектированием учебных процессов.
В основе педагогической технологии лежит идея полной управляемости учебным процессом, проектировании и воспроизводимости обучающего цикла. Традиционное обучение черчению характеризуется неточностью постановки целей, слабой управляемостью учебной деятельностью, неопределенностью и неповторяемостью обучающих операций, слабостью обратной связи и субъективностью оценки достижения целей.
Специфические черты технологии обучения:
Разработка диагностики поставленных целей обучения;
Ориентация всех учебных процедур на гарантированные достижения учебных целей;
Оперативная обратная связь, оценка текущих и итоговых результатов;
Воспроизводимость обучающих процедур.
Постановка диагностичных целей при обучении черчению заключается в следующем: для достижения заданного (желаемого) уровня обучения требуется ставить цели диагностично, тоесть определять их через результаты, выраженные в действиях учащихся, которые учитель может измерить и оценить. В диигностично поставленных целях описываются действия ученика в терминах: знает, понимает, применяет и др. как конечный результат.
Технологию обучения разработал и применяет в обучении Шаталов В.Ф.
Технология обучения дала толчок "практической" дидактике - созданию обучающих систем, готового продукта - пакета документов и средств, дидактических и технических, позволяющих учителю "среднего" уровня давать высокие результаты. В пакет документов может входить: цели и содержание обучения по определенной дисциплине, обучающие операции, тестовые задания на всех этапах обучения. На основе технологии обучения развивается модульное обучение и применение ТСО: от компьютера с обучающими программами до сложных телекоммуникационных систем. И это непосредственно связано с другой теорией обучения, применяемой в преподавании черчению (графике) - информационные технологии.
Информатизация обучения в современной дидактике понимается как использование вычислительной техники и связанных с ней информационных технологий в процессе обучения как средств управления познавательной деятельностью школьников и предоставления учителю и учащимся необходимой текстовой и наглядной информации, дополняющей содержание обучения.
В преподавании черчения широко используется программированное обучение - это относительно самостоятельное и индивидуальное усвоение знаний и умений по обучающей программе с помощью компьютерных средств обучения. Главная идея программированного обучения - этo управление учением, учебными действиями обучающихся с помощью обучающей программы. Все обучающие программы наиболее эффективны для формирования умений и отработки навыков. Информатизация обучения требует от учителей черчения и учащихся компьютерной грамотности. Обучение черчению с применением компьютерной техники является одним из возможных путей приобщения учащихся к графической культуре. При использовании компьютеров на уроках черчения (графики) необходимо добиваться оптимального сочетания классических и нетрадиционных методов и приемов обучения, выбираемых с учетом развития пространственных представлений, способностей k аналитическо-синтетической деятельности и других индивидуально-психологических особенностей школьников. Кроме того, важно рационально сочетать ручной и машинный способ выполнения чертежей.
Все перечисленные теории обучения в той или иной мере способствуют активизации учебного процесса по черчению (графике). Учителю черчению (графики) дается возможность использования различных технологий обучения, а также сочетание различных современных методов и приемов.
Одним из методов, способствующим повышению эффективности графической подготовки, а также рационального использования учебного времени является проектная деятельность . Метод проектов (как принято сейчас называть проектирование) предлагается использовать в процессе обучения программой "Графика". Над разработкой этого метода, исследованием его, а теперь и использованием работают такие ученые как В.Д. Симоненко, М.Б. Павлова, Л.М. Иляева и другие. Ему отводится определенная роль и в подготовке графически грамотного человека. Также как и вышеперечисленные современные теории творческая проектная деятельность, способствует активизации познавательного процесса по черчению (графике), то есть метод проектов можно использовать наряду с другими методами обучения.
Логика построения каждого проекта соответствует общей структуре проектировочной деятельности. Навыки работы с материалами, инструментами и информацией учащиеся получают по мере необходимости для выполнения того или иного проекта. Система проектов строится по принципу усложнения, поэтому в основу учебной программы закладывается ряд положений:
* постепенное увеличение объема знаний и навыков;
* выполнение проектов в различных областях, начиная от более знакомых (дом, школа, места отдыха) и заканчивая менее знакомыми (местное общество, бизнес, индустрия);
* постепенное усложнение требований, предъявляемых к решению проблем (использование комплексного Подхода, учет большего количества воздействующих факторов);
* постепенное осознание учащимися собственных способностей области дизайн – технологической деятельности.
Данный метод, используемый в преподавании черчения (графики), позволяет реагировать на местные условия, учитывать окружающие нас проблемы, а также традиционные, народные (национальные), исторические особенности.
Процесс выполнения творческих проектов по черчению (графике) предполагает целенаправленное воздействие педагога на учащихся для достижения оптимальных результатов. Руководство проектной деятельностью школьников начинается с начала учебного года, когда учитель ставит проблему перед учащимися, - осознания нужд и потребностей во всех сферах деятельности человека. В процессе подготовки учащихся к выполнению творческого проекта учитель производит подбор объектов проектирования, анализирует проекты, предложенные школьниками, корректирует их. Для того, чтобы облегчить учащимся (испытывающим трудности) выбор объектов или тем проектов, учитель может разработать банк проектов и предложить на выбор школьникам. В банке проектов задания могут быть перечислены в виде тем, словесных описаний или рисунков, схем, чертежей. Банк может систематически пополняться наиболее интересными проектами, предложенными школьниками, интересными находками из журналов, книг. Учитывать индивидуальные особенности учащихся, их теоретические знания и графически умения и навыки помогут дифференцированные проекты, которые предлагаются учителем в нескольких вариантах. Более сильным ученикам выдаются сложные варианты проектов (без подсказок), менее подготовленным учащимся - варианты, содержащие требования направление выполнения выбранного проекта. В третьем варианте, самом простом, требуется доконструировать изделие, выбрать оптимальную технологию, сбор учащегося корректируется учителем. Зная потенциальные возможности учеников, можно правильно подобрать проект и определить уровень сложности для каждой группы учащихся. Количество учащихся, участвующих в выполнение одного проекта, зависит от сложности объекта и может выполняться индивидуально или небольшими группами. Выполненные проекты обсуждаются учащимися в учителем, оцениваются, а затем могут быть выставлены для просмотра. Об оценке проектор будет сказано в последующих лекциях.
Педагогическое руководство проектной деятельностью по черчению сводится к:
Организации и подготовке учебно-материальной базы;
Разработке дидактического материала;
Подбору творческих проектов с учетом психолого-педагогических требований;
Оказанию помощи отдельным учащимся и стимулировании творческой деятельности;
Поддержанию определенного рабочего настроя;
Анализу и оценке индивидуальных и групповых работ учащихся;
Педагогической диагностике.
Важным условием эффективного управления и руководства проектной деятельностью, а также использования метода проектов в графической подготовке учащихся является специальная методическая подготовка учителей технологии, черчения (графики).
Итак, можно выделить основные факторы, влияющие на активизацию познавательного процесса на занятиях по черчению:
Создание соответствующей материальной базы;
Личное отношение учителя к учебному процессу;
Умение учителя правильно подбирать соответствующие методы обучения и содержание учебного материала;
Сочетание репродуктивной и творческой деятельности;
Использование на уроках нетрадиционных методов, форм и средств;
Правильный выбор графических заданий, способствующих творческой мыслительной деятельности, а также проблемных заданий, требующих обобщения, анализа исходных данных;
Использование наглядностей;
Самостоятельная работа;
Введение в процесс графической подготовки проектной деятельности;
Внедрение в обучение современных теорий обучения.
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ
УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
(ТГПУ)
ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
ОПД.Р.01 ТЕОРИЯ И МЕТОДИКА ОБУЧЕНИЯ ЧЕРЧЕНИЮ
1. Цели и задачи преподавания дисциплины
«Теория и методика обучения черчению» – одна из основных учебных дисциплин педагогического института, завершающих процесс формирования профессиональных качеств будущего учителя черчения, дающих ему необходимые знания, умения и навыки учебно-воспитательной работы в школе.
Основная цель обучения студентов предмету «Теория и методика обучения черчению» - воспитание учителя изобразительного искусства и черчения, владеющего высокой графической культурой и профессиональным мастерством, необходимых для активной педагогической и творческой деятельности.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи :
развить методическое мышление. Расширить методический кругозор студентов при изложении учебного материала различными способами и методами;
воспитать грамотного педагога, владеющего современными подходами к изучению предмета черчения;
воспитать активного члена общества, способного оптимально и творчески решать педагогические проблемы.
2. Требования к уровню освоения содержания дисциплины
По окончания курса студент должен знать: предмет и задачи методики обучения черчению как науки, психолого-педагогические основы обучения черчению, организацию учебной работы по черчению, методику изучения основных тем курса черчения в школе.
Должен уметь: составить календарно-тематический план, конспект урока, наглядное пособие, составить карточки задания.
3. Объем дисциплины и виды учебной работы
Вид учебной работы | Всего часов | Семестры |
|
Общая трудоемкость дисциплины | |||
Аудиторные занятия | |||
Практические занятия | |||
Семинары | |||
Лабораторные работы | |||
И (или) другие виды аудиторных занятий | |||
Самостоятельная работа | |||
Курсовой проект (работа) | |||
Расчетно-графические работы | |||
И (или) другие виды самостоятельной работы | |||
Вид итогового контроля: | |||
4.1. Разделы дисциплины и виды занятий
Разделы дисциплины | Практические занятия или семинары | Лабораторные занятия |
||
5 семестр |
||||
Методика обучения черчению как область научных знаний | ||||
Черчение как учебный предмет | ||||
Психолого-педагогические основы обучения черчению | ||||
Организация учебной работы по черчению | ||||
Наглядные пособия | ||||
6 семестр |
||||
Методика изучения основных тем курса черчения. | ||||
Сечение и разрезы | ||||
Сборочные чертежи | ||||
Творчество на уроках черчения | ||||
Работа мелом на классной доске | ||||
Кабинет черчения | ||||
Методология научных исследований | ||||
ЛЕКЦИИ (Семестр 5)
ТЕМА № 1. Методика обучения черчению как область научных знаний
Предмет и задачи методики обучения черчению как науки. Становление и развитие методики преподавания черчения в системе психолого-педагогических наук. Этапы и методы научных исследований в методике преподавания черчения. Методика обучения черчению как научная дисциплина вузовского образования.
ТЕМА № 2. Черчение как учебный предмет
ТЕМА №3. Психолого-педагогические основы обучения черчению
Формирование пространственных представлений в процессе обучения черчению. Особенности восприятия формы учащимися среднего и старшего возраста. Типы обучения черчению. Новые педагогические технологии обучения черчению. Графические задачи в учебном процессе.
ТЕМА №4. Организация учебной работы по черчению .
Планирование работы учителем. Дидактические принципы и методы обучения черчению. Формы организации учебной деятельности школьников на уроках черчения. Типы и структура уроков черчения. Организация и виды контроля за качеством графической подготовки школьников.
Составление календарно-тематического плана на полугодие.
Целью выполнения задания является формирование умений планировать учебный процесс, моделируя деятельность учителя и учащихся, методически грамотно и логически последовательно распределять учебный материал по урокам
ТЕМА №5. Наглядные пособия
Роль наглядных пособий в учебном процессе. Виды наглядных пособий. Основные требования к изготовлению и оформлению наглядных пособий по черчению Разработка эскиза наглядного пособия, формирование умений выполнять учебные таблицы, композиционное и цветовое решение учебного наглядного пособия, соблюдение требований (дидактических, эстетических, художественных, графических, шрифтовых, ГОСТ ЕСКД и пр.), предъявляемых к учебным таблицам. Работа мелом на классной доске. Основные требования организации классной доски на уроке.
ПРАКТИЧЕСКИЕ РАБОТЫ (Семестр 5)
Практическая работа № 1
Тема № 2 Черчение как учебный предмет
Преподавание черчения в дореволюционной русской школе (краткий исторический экскурс). Графическое образование школьников на современном этапе развития общеобразовательной школы. Примерная программа по черчению, Обязательный минимум образования по черчению
Программы углубленного изучения черчения в школе. Программы интегрированных курсов. Межпредметные связи курсов черчения с другими дисциплинами школьного учебного плана. Внеклассная работа по черчению.
Практическая работа № 2
Тема № 3 Психолого-педагогические основы обучения черчению
Формирование понятий в курсе черчения. Формирование графических умений на уроках черчения. Проверка и оценка графических работ, выполненных школьниками.
Виды контроля учебной деятельности школьника. Критерии оценки деятельности школьников.
Основные требования при проверке графических работ школьников.
Формирование пространственных представлений в процессе обучения черчению. Особенности восприятия формы учащимися среднего и старшего возраста. Типы обучения черчению.
Новые педагогические технологии обучения черчению. Графические задачи в учебном процессе. Классификация графических задач.
Практическая работа № 3
Тема № 4 Организация учебной работы по черчению
Содержание программ и учебников черчения. Планирование работы учителем. Дидактические принципы и методы обучения черчению. Формы организации учебной деятельности школьников на уроках черчения. Типы и структура уроков черчения. Организация и виды контроля за качеством графической подготовки школьников. Составление календарно-тематического плана на полугодие
Практическая работа № 4
Тема № 5 Наглядные пособия
Роль наглядных пособий в учебном процессе. Виды наглядных пособий. Основные требования к изготовлению и оформлению наглядных пособий по черчению Разработка эскиза наглядного пособия, формирование умений выполнять учебные таблицы, композиционное и цветовое
решение учебного наглядного пособия, соблюдение требований (дидактических, эстетических, художественных, графических, шрифтовых, ГОСТ ЕСКД и пр.), предъявляемых к учебным таблицам. Работа мелом на классной доске. Основные требования организации классной доски на уроке
ЛЕКЦИИ (Семестр 6)
ТЕМА № 1. Методика изучения основных тем курса черчения
ТЕМА № 2. Сечение и разрезы
ТЕМА № 3. Сборочные чертежи
Обучение учащихся чтению чертежей. Чтение чертежей. Анализ чертежа. Обучение чтению чертежей. Чтение сборочных чертежей.
Чтение чертежей с элементами разъемных и неразъемных соединений. Деталирование.
Тема № 4. Творчество на уроках черчения
Методика формирования элементарных представлений о конструировании и моделировании изделий. Разработка творческих заданий по черчению
Тема № 5. Работа на классной доске
Подготовка классной доски к работе. Оформление классной доски. Планирование работы на классной доске. Методика работы чертежными инструментами на классной доске, поза и движения учителя у доски. Работа мелом на классной доске.
Тема № 6. Кабинет черчения
Школьный кабинет черчения и его оборудование. Использование наглядных пособий и ТСО в учебном процессе.
Тема № 7. Методология научных исследований
ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА (Семестр 6)
Практическая работа № 1
Тема № 1 Методика изучения основных тем курса черчения.
Методика ознакомления школьников с объектами графических изображений и их пространственными характеристиками. Ознакомление учащихся с предметом черчения и основными правилами оформления чертежей. Методика изучения способов проецирования и построения чертежей в системе прямоугольных проекций. Методика изучения основных геометрических построений. Понятие о государственных стандартах. Нанесение размеров на чертежах. Основные геометрические построения. Чертежи в системе прямоугольных проекций.
Практическая работа № 2
Тема № 2 Сечение и разрезы
Методика изучения «Сечения и разрезы».Сечения. Разрезы. Простые полные разрезы. Соединение половина вида с половиной разреза. Местный разрез. Особые случаи разрезов. Система упражнений по теме «Простые разрезы». Типичные ошибки в чертежах с простыми разрезами.
Практическая работа № 3
Тема № 3 Сборочные чертежи
Изучение чертежей соединений, используемых в машиностроении. Методика изучения темы «Резьбовые соединения». Основные понятия и определения. Понятия об образовании цилиндрической винтовой линии. Метрическая резьба. Основные ошибки при выполнении чертежей.
Обучение учащихся чтению чертежей. Чтение чертежей. Анализ чертежа. Обучение чтению чертежей. Чтение сборочных чертежей. Чтение чертежей с элементами разъемных и неразъемных соединений. Деталирование.
Практическая работа № 4
Тема № 4 Творчество на уроках черчения
Методика формирования элементарных представлений о конструировании и моделировании изделий
Разработка творческих заданий по черчению
Практическая работа № 5
Тема № 5 Работа на классной доске
Подготовка классной доски к работе. Оформление классной доски. Планирование работы на классной доске. Методика работы чертежными инструментами на классной доске, поза и движения учителя у доски. Работа мелом на классной доске
Практическая работа № 6
Тема № 6. Кабинет черчения
Школьный кабинет черчения и его оборудование. Использование наглядных пособий и ТСО в учебном процессе.
Практическая работа № 7
Тема № 7 Методология научных исследований
Особенности выполнения творческих, курсовых и дипломных работ по методике черчения. Этапы и методы научных исследований в методике Работа над творческой, курсовой работой по методике черчения
5. Лабораторный практикум - не предусмотрен.
6. Учебно-методическое обеспечение дисциплины
а) основная литература:
Методические указания и контрольные задания по курсу «Графика»: по темам «Геометрические построения» и «Проекционное черчение». - Томск: Издательство ТГПУ, 2002. - 55 с.
Сараева, Г. П. Графика. Начертательная геометрия и черчение: методические указания / Г. П. Сараева. - Томск: Издательство ТГПУ, 2007. - 43 с.
Сараева, Г. П. Графика: учебное пособие. В 2-х частях / Г. П. Сараева. - Томск: Издательство ТГПУ, 2007. - 99 с.
Чекмарев, А. А. Задачи и задания по инженерной графике: учебное пособие для вузов / А. А. Чекмарев. - М. : Академия, 2008. - 123 с.
б) дополнительная литература:
Баранова, Л. А. Основы черчения: Учебник для сред. спец. учеб. заведений / Л. А. Баранова. - М. : Высшая школа, 1996. - 384 с.
Ботвинников, А. Д. Черчение 7 - 8 классы: учебник для общеобразовательных учреждений. - М. : Астрель, 2002. - 221 с.
Балягин, С. К. Черчение: справочное пособие / С. К. Балягин. – 4-е изд., доп. – М. : АСТ: Астрель, 2005. - 421 с.
Бродский, А. М. Инженерная графика: учебник для среднего профессионального образования / А. М. Бродский. - М. : Академия, 2007. - 398 с.
Гордон, В. О. Курс начертательной геометрии: Учебное пособие для вузов / В. О. Гордон. - М. : Высшая школа, 2003.- 271 с.
Гордеенко, Н. А. Черчение. 9 класс: Учебник для общеобразовательных учреждений / Н. А. Гордеенко, В. В. Степакова. - М. : АСТ, 2004. - 262 с.
Павлова, А. А. Методика обучения черчению и графике: Учебно-методическое пособие / А. А. Павлова, С. В. Жуков. - М. : Владос, 2004. - 95 с.
Программы дисциплин предметной подготовки по специальности 030800 - изобразительное искусство и черчение: для педагогических университетов и институтов. - М. : Флинта, 2000. - 412 с.
Ройтман, И. А. Методика преподавания черчения / И. А. Ройтман. - М. : ВЛАДОС, 2000. - 239 с.
Чекмарев, А. А. Инженерная графика: учебник для вузов / А. А. Чекмарев. - М. : Высшая школа, 2007. - 380 с.
Чекмарев, А. А. Начертательная геометрия и черчение: учебник для вузов / А. А. Чекмарев. - М. : Высшее образование, 2006. - 471 с.
Чумаченко, Г. В. Техническое черчение: учебное пособие для профессиональных училищ и технических лицеев / Г. В. Чумаченко. - Ростов-на-Дону, 2005. - 340 с.
Лагерь, А. И. Инженерная графика: учебник для вузов / А. И. Лагерь. - М. : Высшая школа, 2006. - 334 с.
6.2. Средства обеспечения освоения дисциплины
Средства обеспечения освоения дисциплины предусматривает наличие: видеотеки, телефильмов и диафильмов, компьютерных программ.
7. Материально-техническое обеспечение дисциплины
Компоненты учебно-методического комплекса (литература, посвященная методике обучения школьников черчению, учебники) как основное средство обучения.
Не технические вспомогательные средства: таблицы, наглядные пособия, карточки заданий, модели.
Успешное изучение студентами методики черчения связано с методической подготовкой учителей в педагогических вузах и должно быть основано на новейших научных исследованиях по педагогике, психологии и другим специальным дисциплинам.
Овладение методикой преподавания предмета предполагает, что специалист, свободно владея психолого-педагогическими и специальными знаниями, способен в каждом конкретном случае найти творческое и оптимальное решение педагогической проблемы.
Основная часть учебного времени, лекций, практических занятий и лабораторных посвящена приемам ведения уроков по узловым темам программы черчения средней школы, с тем чтобы отрабатывать не только методику проведения занятий, но и проведения научно-исследовательской работы со студентами. В данном курсе рассматриваются основные методические вопросы организации учебно-воспитательной работы по черчению, раскрывается методика изложения нового материала, системы проверки знаний учащихся, раскрывается сущность программированного обучения, методики проведения экскурсий, организации выставок ученических работ, проведения факультативных занятий, тематических вечеров, олимпиад и др.
Читая курс, преподаватель должен обращать серьезное внимание на развитие методического мышления студентов. Для этого следует расширять методический кругозор студентов, предусматривать решение методических задач на лекционных и практических занятиях, показывать, где это возможно, различную логику изложения учебного материала, разнообразные методические подходы к формированию графических знаний и умений. Применяются: методика направляющего текста (в том числе и для графического исполнения экзаменационной работы); методика дидактических задач; методика групповой головоломки; рассматривается пробный вариант проведения КВН, предусмотрены экскурсии на уроки по предметам «Основы черчения и начертательной геометрии», «Перспектива» к разным педагогам.
Текущий контроль осуществляется в течении семестра в виде контрольных работ, тестовых и устных опросов по пройденным темам. Виды итогового контроля – зачет и экзамен.
8.2. Методические указания для студентов
Перечень примерных вопросов и заданий для самостоятельной работы
Становление и развитие методики преподавания черчения в системе психолого-педагогических наук.
Примерная программа по черчению.
Обязательный минимум образования по черчению.
Программы углубленного изучения черчения в школе.
Проверка и оценка графических работ, выполненных школьниками.
Виды контроля учебной деятельности школьника.
Новые педагогические технологии обучения черчению.
Графические задачи в учебном процессе.
Классификация графических задач.
Анализ структуры школьных учебников.
Планирование работы учителем.
Анализ структуры школьных учебников.
Планирование работы учителем.
Разработка эскиза наглядного пособия, формирование умений выполнять учебные чертежи.
Составление плана-конспекта и репетиция уроков по темам: «Понятие о государственных стандартах», «основные геометрические построения», «Сечение и разрезы», «Сборочные чертежи», «Нанесение размеров на чертежах», «Работа мелом на классной доске», «Чертежи в системе прямоугольных проекций», «Выполнение технического рисунка и эскизов».
Работа над творческой (курсовой) работой по методике черчения.
Изучение специальной психолого-педагогической литературы по теме курсовой работы.
Составление календарно-тематического плана. Утверждение темы урока преподавателем. Составление плана урока.
Выполнение эскиза наглядного пособия. Анализ фрагмента урока.
Примерные вопросы к экзамену
1. Предмет и задачи методики обучения черчению как науки.
2. Становление и развитие методики преподавания черчения в системе психолого-педагогических наук.
3. Этапы и методы научных исследований в методике преподавания черчения.
4. Методика обучения черчению как научная дисциплина вузовского образования.
5. Преподавание черчения в дореволюционной русской школе (краткий исторический экскурс).
6. Графическое образование школьников на современном этапе развития общеобразовательной школы.
7. Примерная программа по черчению, Обязательный минимум образования по черчению
8. Программы углубленного изучения черчения в школе.
9. Программы интегрированных курсов.
10. Межпредметные связи курсов черчения с другими дисциплинами школьного учебного плана.
11. Внеклассная работа по черчению.
12. Формирование понятий в курсе черчения.
13. Формирование графических умений на уроках черчения.
14. Проверка и оценка графических работ, выполненных школьниками.
15. Виды контроля учебной деятельности школьника.
16. Критерии оценки деятельности школьников.
17. Основные требования при проверке графических работ школьников.
18. Формирование пространственных представлений в процессе обучения черчению.
19. Особенности восприятия формы учащимися среднего и старшего возраста
20. Типы обучения черчению.
21. Новые педагогические технологии обучения черчению.
22. Графические задачи в учебном процессе.
23. Классификация графических задач.
25 Анализ структуры школьных учебников.
26. Планирование работы учителем.
27. Дидактические принципы и методы обучения черчению.
28. Формы организации учебной деятельности школьников на уроках черчения.
29. Типы и структура уроков черчения.
30. Организация и виды контроля за качеством графической подготовки школьников.
31. Школьный кабинет черчения и его оборудование.
32. Использование наглядных пособий и ТСО в учебном процессе.
33. Составление календарно-тематического плана на полугодие.
34. Роль наглядных пособий в учебном процессе. Виды наглядных пособий.
35. Основные требования к изготовлению и оформлению наглядных пособий по черчению
36. Разработка эскиза наглядного пособия (формирование умений выполнять учебные таблицы, композиционное и цветовое решение учебного наглядного пособия, соблюдение требований (дидактических, эстетических, художественных, графических, шрифтовых, ГОСТ ЕСКД и пр.), предъявляемых к учебным таблицам).
37. Работа мелом на классной доске. Основные требования организации классной доски на уроке.
38. Методика ознакомления школьников с объектами графических изображений и их пространственными характеристиками.
39. Ознакомление учащихся с предметом черчения и основными правилами оформления чертежей.
40. Методика изучения способов проецирования и построения чертежей в системе прямоугольных проекций.
41. Методика изучения основных геометрических построений.
42. Понятие о государственных стандартах.
43. Нанесение размеров на чертежах.
44. Основные геометрические построения.
45. Чертежи в системе прямоугольных проекций.
46. Обучение учащихся чтению чертежей. Чтение чертежей. Анализ чертежа.
47. Обучение чтению чертежей. Чтение сборочных чертежей.
48. Чтение чертежей с элементами разъемных и неразъемных соединений.
49. Деталирование.
50. Методика формирования элементарных представлений о конструировании и моделировании изделий.
51. Разработка творческих заданий по черчению.
52. Подготовка классной доски к работе. Оформление классной доски. Планирование работы на классной доске.
53. Методика работы чертежными инструментами на классной доске, поза и движения учителя у доски. Работа мелом на классной доске.
54. Школьный кабинет черчения и его оборудование.
55. Использование наглядных пособий и ТСО в учебном процессе.
56. Особенности выполнения творческих, курсовых и дипломных работ по методике черчения.
57. Этапы и методы научных исследований в методике.
Работа над творческой, курсовой работой по методике черчения.
Программа составлена в соответствии с государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования по специальности 050602.65 «Изобразительное искусство».
Компьютер в преподавании курса "Черчение"
Введение
Ни одно из достижений науки и техники не вызывало такого длительного и мучительного поиска применений в процессе обучения, как персональный компьютер. Однако, скорость внедрения компьютеров в учебный процесс значительно отстает от темпов развития компьютерных технологий. Проникновение компьютеров в учебные классы и лаборатории (и не только в России) является в значительной мере стихийным процессом. Цели, поставленные в 1985 г. при введении нового для школы предмета “Основы информатики и вычислительной техники”, не достигнуты . Успех в применении компьютерных технологий зависит прежде всего от того, как новые информационные технологии - ИТ помогут улучшить преподавание традиционных, хорошо обеспеченных методически, школьных предметов. На сегодняшний день новое программное обеспечение представляет собой, как правило, “радость разработчика” и не оказывает влияния на процесс обучения в средней школе. Именно эти факты позволили предположить, что первое реальное применение компьютер найдет в образовательной области “Технология” при изучении универсальных компьютерных технологий: текстовых редакторов, электронных таблиц, графических редакторов и в школьном предмете “Черчение”, т.к. машиностроительное производство идет по пути постепенного, но неуклонного развития автоматизированного производства. Ключевой проблемой образования при этом становится подготовка кадров, способных решать задачи производства современной сложной техники с использованием ИТ .
Изучение в школе языков программирования высокого уровня определяется только аппаратным обеспечением и не имеет перспективы. При создании ПМК нужно было решить вопрос о выборе одной из систем автоматизированного проектирования - САПР. Этот вопрос и сейчас стоит перед теми, кто вводит курс компьютерной инженерной графики в школе и вузе . Мы учитывали, что уже в 1983 году была адаптирована для ИБМ РС наиболее распространенная в мире САПР - AutoCAD фирмы Autodesk. Фирма Autodesk Inc. ведет активную политику по освоению новых рынков: программа адаптирована на 18 языков, используется в 88 странах. Цель фирмы - каждый будущий инженер должен стать пользователем AutoCAD. Популярность AutoCAD на мировом рынке объясняется и политикой фирмы, направленной на непрерывное развитие программных продуктов . Опыт использования AutoCAD в вузовском курсе “Машинная графика” описан в .
Используемые зарубежные САПР не только не учитывают наши промышленные стандарты, но и предполагают дополнительную квалификацию пользователей. Многочисленные попытки адаптировать AutoCAD к нуждам отечественного конструктора привели к появлению множества новых систем различного качества, отличающихся друг от друга благодаря фантазии разработчиков, а следовательно, малоэффективными . Кроме того, версии AutoCAD выше 10 рекомендованы для компьютера IBM PC 386.
В 1996 г. фирма Autodesk представила новую разработку - AutoCAD LT. Она создана для того, чтобы отобрать рынок у компаний, нашедших себе нишу в разработке недорогих двумерных графических редакторов САПР. Именно к этой категории относятся российские программы КОМПАС, T-Flex CAD, Графика 81, ADEM, СПРУТ, КРЕДО, Базис и др. Обзор российских САПР дан в . Отметим, что раньше никто не видел написанных отечественных программ по причине секретности большинства из них .
При выборе САПР мы учитывали, что школы, оснащенных по “Пилотному проекту” имели класс IBM PS/2 без жестких дисков на ученических компьютерах. Анализ показал, что наиболее удобной для использования в школе является САПР КОМПАС, предназначенная для прямого проектирования в машиностроении.
Сформулируем требования, предъявляемые к учебной САПР , которым система КОМПАС удовлетворяет в полной мере: легкость и простота в изучении; возможность работать на недорогой технике; соответствие выпускаемой документации требованиям ЕСКД; использование современных технологий проектирования; достаточно широкое распространение; доступная цена; оперативность сопровождения и учета специфических потребностей учебного процесса, отсутствие серьезных ошибок, наличие перспектив у фирмы-разработчика. Отметим, что такие же требования предъявляются к САПР в реальном производстве .
КОМПАС - это КОМплекс Автоматизированных Систем для решения широкого круга задач проектирования, конструирования, подготовки производства в различных областях машиностроения. Разработан специалистами российской фирмы АО “АСКОН” (С.-Петербург, Москва и Коломна), которые прежде работали на предприятиях различных оборонных отраслей . Одной из первых отечественных САПР явилась система КАСКАД, разработанная в 1986 г. в КБ машиностроения (Коломна). После анализа системы AutoCAD было принято решение о создании конкурентноспособной чертежной системы рассчитанной на IBM PC с процессором 80286 и обладающей такими свойствами, которые позволили бы ей стать популярной у пользователей: простота и эффективность, поддержка отечественных стандартов и ориентация на привычную технологию работы конструктора; достаточно узкая специализация; конструкторский интерфейс, позволяющий системе быть эффективным и удобным рабочим инструментом и в то же время настолько простой, чтобы обучение неподготовленного пользователя занимало не больше недели; невысокая цена, обеспечивающая доступность системы. С 1989 г. все программные продукты АО “АСКОН” стали выпускаться с названием КОМПАС. В 1991 г. был выпущен чертежно-графический редактор КОМПАС 4.0. Ядром комплекса является интерактивная графическая система КОМПАС-ГРАФИК. Именно она и была выбрана в качестве основы ПМК “Школьный САПР”.
Отметим, что в 1996 г. была представлена разработка КОМПАС 5.0 для Windows.
В 1992 г. АО “АСКОН” в 1992 г. разработал школьную дискетную версию системы, которая получила название КОМПАС-Школьник. Она сохранила основные черты профессиональной версии и занимает на системном диске 1,2 Мб. Сейчас школы могут с успехом использовать профессиональную версию КОМПАС-ГРАФИК. Аппаратные требования этой системы выглядят мизерными по сравнению с такой системой, как AutoCAD: компьютер IBM PC; 640 Кбайт оперативной памяти; графический адаптер EGA; дисковод 1,44 Мб; жесткий диск; мышь. Предпочтительнее компьютер 386DX. сопроцессор, видеоадаптер VGA и 2-4 Мб оперативной памяти. В установленном виде КОМПАС-ГРАФИК занимает на жестком диске 4,5 Мб.
ПМК был создан в результате научно-методического исследования, проведенного в 1991-1994 гг. в тесном содружестве с ВНИК “Технология” , одобрен в 1993 г. Главным управлением развития общего среднего образования министерства образования РФ и представляет собой реальное программно-методическое обеспечение образовательной области “Технология”. Идея создания ПМК была поддержана Компьютерным учебно-демонстрационным и информационно-издательским центром - КУДИЦ , который как научно-методический центр проекта “Пилотные школы” включил разработку ПМК “Школьный САПР” в программу информатизации образования.
В Московском базисном учебном плане по информатике и ИТ подчеркнуто, что при включении в учебный план предпочтение отдается, как было предложено в , образовательным модулям по ИТ, предусмотрен дополнительный модуль “Системы автоматизированного проектирования”. Факультативный блок “Конструирование с помощью компьютера (CAD)” предусмотрен и рекомендациями ЮНЕСКО .
Сейчас около 300 школ России используют ПМК в курсе черчения, первые отклики преподавателей опубликованы, например, в . Перспективность применения в преподавании САПР КОМПАС подтверждается публикациями . Система с успехом используется и при проведении олимпиад по компьютерной геометрии и графике . Среди более чем 550 пользователей системы КОМПАС (Россия, Украина, Белоруссия и другие страны СНГ) такие гиганты, как Ижорский завод, Саратовский авиационный, Ильичевский судоремонтный, Нижегородский автомобильный и Липецкий тракторные заводы, АвтоВАЗ, НПО им. Лавочкина, Светловодский и Рязанский pадиозаводы, КБ и учебные заведения. Продукты КОМПАС поддерживаются гарантийным и техническим обслуживанием в Киеве, Львове, Минске, Одессе, Hиколаеве, H.-Hовгоpоде, Hижнем Тагиле, Саpатове, Кpаснояpске, Севеpодвинске, Чебоксаpах, Муpоме, Яpославле и других городах России и СHГ.
Создана Ассоциация пользователей систем КОМПАС, в которую входят также и pазpаботчики пpиложений на основе программных средств "КОМПАС". Мы планируем создание аналогичной Ассоциации учителей и преподавателей, основная задача которой будет состоят в обобщении педагогического опыта, создания банка файлов чертежей для учебного процесса.
Опыт эксплуатации систем КОМПАС показал, что они легко осваиваются пользователем (независимо от возраста), значительно ускоряют процесс выпуска чертежной документации и заметно повышают ее качество. При этом достаточно легко решается проблема преодоления психологического барьера, особенно у пользователей солидного возраста, а ведь именно они владеют уникальными знаниями и опытом.
ПМК полностью обеспечивает создание полных компьютеризованных учебных курсов “Инженерная графика”, “Черчение”, “Детали машин”, “Теория машин и механизмов”, а также использование программных средств для выполнения лабораторных работ, курсовых и дипломных проектов в подготовке учителя технологии.
Программное обеспечение ПМК: чертежно-графический редактор КОМПАС-Школьник и учебная версия ОБРАЗ системы геометрического моделирования КИТЕЖ (НИИ механики НГГУ). В состав ПМК входят учебное пособие для учащегося (в 2-х частях), пособие для учителя (в 3-х частях), дискета с файлами чертежей и фрагментов. Основное назначение - компьютерная поддержка образовательной области “Технология”: школьного курса “Графика/Черчение”, технологии обработки конструкционных материалов с элементами машиноведения; раздела курса ОИВТ “Деловые применения ЭВМ”; курса “Геометрия”. ПМК с успехом может быть использован в средних специальных профессиональных учебных заведениях, на младших курсах вузов.
Составляющие ПМК
1. Чертежно-графический редактор КОМПАС-Школьник , сохранив основные черты профессиональной версии, обеспечивает:
- ввод геометрической информации с экрана дисплея компьютера при помощи клавиатуры и мыши;
- ввод элементарных графических элементов: отрезков, дуг, окружностей, фасок, скруглений, текста;
- ввод русских, латинских и греческих строчных и прописных букв, арабских и римских цифр, специальных символов (знаки диаметра, градуса и т.д.);
- выполнение вспомогательных построений: параллельных и перпендикулярных линий, касательных, сопряжений и т.п.);
- простоту и минимум действий при вводе составных чертежных элементов и элементов оформления чертежа: размеров (линейных, угловых, диаметральных и радиальных), штриховки, таблиц, знаков шероховатости и т.д.;
- полуавтоматическое заполнение граф штампа;
- редактирование изображения (сдвиг, поворот, копирование, зеркало и т.д.);
- использование фрагментов;
- увеличение изображений в окне и работа с ним;
- компоновку видов на чертеже;
- выдачу чертежа на принтер любого типа или графопостроитель
- и многое другое, что облегчает работу конструктора и позволяет достичь высокого качества выполняемых чертежей.
Первый экран редактора - экран архива чертежей и фрагментов, который очень напоминает популярную оболочку Norton Commander. Такой подход облегчает освоение системы. Чертеж в редакторе строится из отдельных частей, названных, к сожалению, не очень удачно видами. Чтобы начать чертить, нужно в следующем экране - экране работы с чертежом создать новый вид. В одном виде можно сгруппировать все те элементы чертежа, которые логически связаны друг с другом. Основным для работы является экран работы с видом.
2. Программа ОБРАЗ (учебная версия системы геометрического моделирования КИТЕЖ, разработанной в НИИ механики Нижегородского государственного университета) предназначена для создания моделей пространственных твердотельных объектов. Входной информацией системы являются три вида в системе прямоугольных проекций, удовлетворяющих определенным требованиям. Восстанавливаемый объект не должен иметь поверхности более сложные, чем плоскость, цилиндр, конус. Если в объекте есть грани, у которых внешний контур имеет самопересечение или несколько внутренних контуров, имеют общие точки, то такие объекты не рекомендуются для восстановления. Проекции могут содержать только отрезки прямых, окружности и дуги окружностей. При этом все линии, независимо от их видимости, должны быть одного типа - сплошные. Можно использовать штриховые линии, программа восстановления превратит их в сплошные. Проекции должны содержать только геометрическую информацию. Элементы оформления чертежа (оси симметрии, размеры, надписи и т. п.) не используются.
ОБРАЗ позволяет методом чтения чертежа создать два вида пространственных геометрических объектов: каркасную (проволочную) модель (при этом невидимые линии могут быть удалены) и объемное тело.
Система ОБРАЗ эффективно работает на персональном компьютере IBM PC/AT 286 с монитором EGA/VGA и 640 К оперативной памяти, поэтому на имеющихся в школах компьютерах эффективно решается задача трехмерного моделирования.
ОБРАЗ представляет собой программный комплекс, состоящий из пяти отдельных программ. Файл чертежа готовится пользователем с помощью графического редактора “КОМПАС-Школьник” и затем передается в программу восстановления.
3. Пособие для учителя состоит из трех частей: первые две по использованию редактора “КОМПАС-Школьник” в курсе “Черчение”, третья - посвящена важной стороне интеллектуального развития учащихся в процессе обучения - формированию пространственных представлений на основе системы ОБРАЗ.
Организация работы с ПМК требует решения вопроса: кто должен вести предлагаемый курс: учитель информатики или учитель черчения? В течение первого года целесообразна совместная подготовка учителя информатики и учителя черчения к проведению сначала кружковых или факультативных занятий с предлагаемым ПМК. При предварительной работе следует познакомиться с поставляемыми на дискете графическими материалами, подготовить все необходимые для преподавания файлы чертежей и фрагментов.
До начала работы с ПМК учащиеся должны получить минимально необходимые сведения о работе с MS-DOS, надстройкой Norton Commander, текстовым редактором. С этой целью нами разработан “Базовый пакет подготовки пользователя”, который состоит из соответствующих обучающих программ
Как работать с ПМК
ПМК "Школьный САПР", естественно, не заменяет традиционных уроков черчения, на которых учащийся получает первоначальные навыки выполнения чертежей. Однако, после того, как учащийся овладеет приемами выполнения чертежей, целесообразно часть учебного материала по черчению выполнять на компьютере. Опыт показывает, что при сложившейся системе преподавания, учащийся может получить первоначальные навыки работы на компьютере в первом полугодии 8-ого класса на уроках, проводимых за счет часов, отводимых на факультативные занятия. Во втором полугодии часть занятий можно проводить за счет часов, отводимых на курс "Черчение" и за счет часов факультативных занятий. Такой подход подтвержден и данными работы : каждым учащимся за 3 четверти выполнено 10-15 работ на персональном компьютере (чертежи по проводимым темам печатаются на принтере) и до 5 работ на бумаге.
ПМК состоит из 11 основных и двух дополнительных работ по курсу "Черчение". При работе с ПМК учащийся постепенно изучает возможности (далеко не все) учебной версии КОМПАС-Школьник". Изучение САПР осуществляется на школьном материале курса “Черчение" и в принятой в школе последовательности.
Работы NN 1-8 охватывают материал курса "Черчение" 8-ого класса, работы NN 9-11 - материал 9-ого класса.
Работы N 1-4 посвящены изучению интерфейса (экранов) "КОМПАС-Школьник" и основных приемов работы в экране чертежа и вида: вычерчиванию отрезков, окружностей, нанесению линейных и диаметральных размеров, построениям в "тонких" линиях. Эти работы могут быть выполнены в рамках курса "Информатика" в разделе "Деловые применения ЭВМ".
Каждая работа состоит из введения и отдельных разделов (частей). В работу можно включать дополнительный материал, который предлагается учителем. Во введении формулируется постановка одной или нескольких задач, приводится чертеж, который должен быть выполнен после окончания работы. Запросы и меню, которые предъявляются учащемуся при работе с чертежно- конструкторским редактором в тексте выделены. Само пособие может служить примером подготовки текстово-графического материала с использованием текстового редактора и редактора "КОМПАС-Школьник", т.к. весь иллюстративный материал пособия выполнен с помощью программы для принтера.
В пособии для учителя даны подробные указания к выполнению основных работ, приводится структура команд редактора, дополнительные задания. Кроме того, приводится описание двух дополнительных работ: Рабочие чертежи деталей; Сборочный чертеж. Работа со слоями.
В приложении описаны программа печати, которая устанавливается на компьютере учителя, и работа с файлом, обеспечивающим установку редактора “по умолчанию”. (В профессиональной версии “КОМПАС-ГРАФИК” печать чертежа осуществляется из экрана архивов чертежей и фрагментов.)
В пособии дан материал для вводного урока, посвященного принципам организации гибкого автоматизированного производства, основанного на широком применении современного программно-управляемого технологического оборудования, микропроцессорных управляюще-вычислительных средств, роботов и промышленных робототехнических систем, средств автоматизации проектно-конструкторских, технологических и планово-производственных работ. Современные САПР позволяют вести проектирование комплексно, начиная с постановки задачи и кончая получением чертежей и программ для оборудования с числовым программным управлением (ЧПУ). Применение подобных систем позволяет ускорить выполнение чертежей в десятки раз. Кроме того, на жестких дисках компьютера можно сохранить много готовых чертежей и затем использовать их по мере надобности.
В разделе “Немного истории или как создавался "КОМПАС" достаточно подробно рассказано о создании и обсуждается состав профессиональной версии КОМПАС 4.х. В нее входят интеpактивная графическая система КОМПАС-ГРАФИК, инструментальная среда pазpаботки пpиложений на базе языка Си КОМПАС-МАСТЕР, система проектирования управляющих пpогpамм для станков КОМПАС-ЧПУ, специализированная оболочка КОМПАС- МОHИТОР, а также pасшиpенный набоp прикладных библиотек; система пpоектиpования маpшpутно-опеpационных технологических процессов КОМПАС-Т/М; системы выпуска текстово-гpафических конструкторских документов КОМПАС-КД, утилиты анализа pазмеpных цепей КОМПАС-РЦ, системы стpуктуpиpованного хранения и обработки документов и ведения конструкторских аpхивов КОМПАС-АРХИВ, специализированных библиотек для строительного пpоектиpования. Все эти пpогpаммные сpедства базиpуются на единой чеpтежной модели, что позволяет использовать ее в качестве унивеpсальной инфоpмационной основы для связи pазличных по своему функциональному назначению pабочих мест.
КОМПАС-ГРАФИК может быть пополнен прикладными библиотеками типовых конструктивных элементов (крепеж, пружины, подшипники, соединительные элементы трубопроводов, условные обозначения элементов электросхем, пневмосхем, кинематических схем), полученных средствами инструментальной среды.
При работе с редактором КОМПАС-Школьник учащийся оперирует с такими понятиями констpуктоpского документа, как чеpтеж, вид, основная надпись, технические тpебования, шеpоховатость, pазмеp, допуск и т.д., что позволяет эффективно и пpосто создавать и pедактиpовать изобpажения; аппаpат вспомогательных постpоений для имитации pаботы "в тонких линиях"; полуавтоматическое фоpмиpование таблиц; автоматическая пpостановка допусков к pазмеpам т.д. Отметим, что для учащихся значительно удобнее работать с текстовыми меню, а не запоминать большее число пиктограмм.
В любой момент учащемуся доступен исчерпывающий режим помощи, выполнение всех операций сопровождается подробными подсказками.
Большое внимание уделено вопросам методики . ПМК написан в соответствии с программой по черчению средней общеобразовательной школы, позволяя на современном уровне решать такие учебно-воспитательные задачи как трудовая политехническая и профессиональная подготовка школьников к условиям современного производства; формирование основ компьютерной инженерной графики; умение составлять чертежно-графическую документацию с помощью САПР проектирования.
Новая информационная технология в процессе преподавания позволяет легко предъявить школьнику графический материал для чтения и выполнения чертежей, обеспечивает самостоятельную разработку графической документации для изготовления деталей и предметов; дает школьнику возможность решения творческих задач с элементами конструирования.
Естественно возникает вопрос о том, не заменит ли машинная графика полностью традиционные методы выполнения чертежей. Тенденцию свертывания преподавания традиционного черчения, по-видимому, можно считать ошибочной. С внедрением и расширением сферы применения САПР потребность в профессиональном мастерстве чертежников и конструкторов не может отпасть или сократиться. Работа с компьютером требует от конструктора безупречного владения техникой выполнения чертежных работ, знания правил оформления конструкторской документации, особой геометрической подготовки, обостренного чувства пространственных форм и комбинационного мышления. Поэтому в ПМК компьютер рассматривается как совершенный инструмент чертежника и конструктора, обеспечивающий современный уровень подготовки производственной графической и текстово- графической документации, ее хранение, передачу и размножение. Следует обратить внимание на то, что ряд часто повторяющихся операций выполнения чертежа в редакторе "Компас- Школьник" выполняются полуавтоматически в соответствии с требованиями ЕСКД: нанесение размеров, сопряжения, штриховка, изображение резьбы и т.д.
Чертежно-конструкторский редактор "КОМПАС-Школьник" как современный чертежный инструмент освобождает школьника от утомительных операций выполнения чертежа, обеспечивая при этом высокое качество выполняемых графических работ. Работа с САПР в курсе черчения позволяет школьнику реализовать свои идеи: представив себе вид разрабатываемого задания школьнику не следует опасаться, что одно его неверное движение заставит выполнять работу заново.
При работе с ПМК учащийся должен получить навыки работы с компьютером и чертежно-графическим редактором, изучая (или повторяя) программный материал курса черче
Алогичное сокращение числа часов на естественно-научные школьные дисциплины с необходимостью требует анализа возможностей информационных технологий в активизации процесса обучения. В частности это относится и к курсу "Черчение", число часов на изучение которого сокращено с 72 до 36. При этом значительно сокращается информационное поле, которое учитель организует на уроках. В процессе изучения курса "Черчение" у учащихся формируются не только репродуктивные знания, умения и навыки, но и пространственное воображение, которое помогает понять конструкцию и назначение изделия, из каких геометрических оно состоит, как они сочетаются друг с другом, в результате каких технологических действий (способов обработки) происходит формообразование изделия. Совершенно очевидно, что на все это требуется значительное время.
Ситуацию с программным обеспечение курса "Черчение", благодаря поддержке российской системы образования фирмами "АСКОН" и "Геос", можно считать идеальной. Действительно, чертежно-графический редактор "КОМПАС-Школьник", система геометрического моделирования "КОМПАС-К3", система восстановления наглядного изображения методом чтения чертежа "ОБРАЗ", чертежно-графический редактор "КОМПАС-LT" для Windows предоставляются учебным заведениям бесплатно и могут быть получены по адресу http://www.ascon.ru. Разработан программно-методический комплекс "Школьная система автоматизированного проектирования". С 2000-го года свободно распространяется и промышленная система "КОМПАС-График" версии 4.х.
В сложившихся условиях базовым программным средством можно считать систему геометрического моделирования "КОМПАС-К3", которая предназначена для создания и отображения моделей трехмерных объектов в процессе выполнения дизайнерских, проектных и конструкторско-технологических работ. Над моделями объектов можно выполнять булевы операции объединения, пересечения и вычитания, в результате которых также будут получены твердотельные трехмерные модели. Система К3 дает возможность выполнять следующие виды работ: проектирование и редактирование внешней формы изделий; получение и просмотр реалистических полутоновых изображений проектируемых объектов; решение компоновочных задач и задач и т.п.
Создание трехмерной модели объекта ведется поэтапно. Вначале создается заготовка проектируемого объекта. В качестве заготовок могут быть выбраны элементарные тела (параллелепипед, цилиндр, конус, усеченный конус, сфера, тор), тела вращения, тела выдавливания (призмы), и другие кинематические объекты. Если объект имеет отверстия, выступы и т.д., то для придания ему окончательной формы применяются булевы операции (пересечение, объединение и вычитание), выполняемые над двумя трехмерными объектами: моделью заготовки и моделью формообразующего инструмента. Фактически, при этом моделируется процесс получения объекта из заготовки путем ее обработки режущим инструментом. Таким образом уже на стадии дизайна может быть определена технология изготовления объекта и форма обрабатывающего инструмента.
Система визуализирует созданные геометрические объекты на экране дисплея. Для этого она проецирует геометрические объекты на картинную плоскость, прямоугольная часть которой отображается на экране и называется графическим окном. Одновременно на экране может быть до четырех различных окон с проекционными изображениями созданных геометрических объектов.
Во время выполнения различных команд система запрашивает выполнения ряда действий, таких как ввод точек, величин, выбор объектов и т.п. Все такие действия практически не зависят от содержания самой команды в выполняются по типовым сценариям. К таким сценариям относятся: выбор геометрических объектов, ввод точки, ввод протяженности (расстояния), ввод угла и т.п.
В соответствии с программой курса "Черчение" знакомство с системой начинается с темы "Современные технологии выполнения чертежей". В разделе "Метод проецирования и графические способы построения изображения" практически все задания могут быть вы полнены в системе "КОМПАС-К3". Для оформления чертежа в разделе "Чтение и выполнение чертежей" отдельные виды могут быть переданы в систему "КОМПАС-Школьник". Раздел "Сечения и разрезы" прекрасно иллюстрируется разрезами (вырезами) в прямоугольной изометрической проекции. Имеющие в комплекте поставки файлы чертежей сборочных единиц могут быть использованы при изучении раздела "Сборочные чертежи", в частности при деталировании. Опыт работы показал, что использование современного программного обеспечение на уроках черчения активизирует познавательную деятельность учащихся, приводит к развитию пространственных представлений, образного мышления на основе анализа формы предметов. Чрезвычайно важным представляется и то обстоятельство, что применение САПР исключает непродуктивные элементы графической деятельности учащихся.
Литература
1. Богуславский А.А. Программно-методический комплекс №6. Школьная система автоматизированного проектирования. Пособие для учителя // М.: КУДИЦ, 1995. - Ч.1. - 68 с. -Ч.2 - 48 с. - 1996. - Ч3. - 28 с.; Учебное пособие // М.: КУДИЦ, 1995. - Ч.1. - 72 с. -Ч.2 - 32 с.
2. Иванов Н. Компьютерное образование // Компьютер Пресс, 1996, №8. - С. 6.
3. Христочевский С. Мультимедиа в образовании // Компьютер Пресс, 1996, №8. - С. 7-10.
4. Юрин В., Злыгарев В. Система автоматизированной конструкторско-технологической подготовки производства в качестве средства обучения // Высшее образование в России, 1996, №1, - С. 97-100
5. Котов Ю.В., Павлова А.А. Основы машинной графики, учебное пособие для студентов художественно-графических факультетов, Москва, Просвещение, 1993 г.
6. Трошин В.В. Компьютер на уроке черчения // Школа и производство, 1991, №7. - С. 55-58.
7. Колесников В.К. О компьютерной подготовке учителей труда // Школа и производство, 1994, №1. - С. 11-12.
