Назад Go Back

Модульная программа обучения по предмету «Основы компьютерной графики»

Селезнев Владимир Аркадьевич (Брянский госуниверситет)
Фото Татаринцева Тамара Ильинична (Брянский госуниверситет)
Чайкие Александр Семенович (Брянский госуниверситет)



Программа предназначена для формирования графогеометрических компетенций на основе компьютерной графики при подготовке квалифицированных рабочих и специалистов педагогических и технических специальностей. Программой предусмотрено применение педагогических технологий – модульного принципа построения учебного материала, микрообучения, квантования изучаемой информации. Целью представленной разработки является изучение информационных технологий в учебных заведениях профессионального образования.

Обучаемым  для уверенной работы в любой системе компьютерной графики  нужно освоить более 100 команд, и определяющим значением для разработки эффективных педагогических технологий изучения таких программ является  использование механизмов функционирования памяти человека. Этому положению соответствует модульная программа обучения по предмету "Основы компьютерной графики", которая разработана авторами в соответствии с рекомендациями Международного центра развития модульной системы обучения (Проект Международной организации труда).

Согласно этих рекомендаций и применяя модульный принцип обучения, весь учебный материал разбит на отдельные разделы, так называемые модули. Это обособленные и логически завершенные части, из которых комплектуется разработанная модульная программа. Они могут быть использованы не только в этой программе, но и отдельно в целостном виде или включатся в другие модульные программы. Модули одной направленности объединены в модульные блоки.     

Модульный блок - относительно самостоятельная единица профессиональной деятельности, выполняемая в рамках конкретной работы. Блок выделяется  логическим путем и имеет четко обозначенные начало и окончание. Результатом выполнения модульного блока в рамках разработанной программы является создание определенного проекта. Содержание модулей и модульных блоков разработанной программы отражено в таблице.

Учебный  материал каждого модуля разбит на части в соответствии с  методом микрообучения, заключающемся в целенаправленной и систематической отработке у обучаемых отдельных умений и навыков как компонентов компетенции определенного вида. Для реализации процесса микрообучения проведен покомпонентный анализ учебной и профессиональной деятельности, выделены "микроситуации", в условиях которой обучаемый отрабатывает конкретное умение. Эти части являются учебными элементами программы по классификации МТН технологии.

Учебный элемент выполнен в виде автономной учебной брошюры, предназначенной для освоения отдельных навыков или знаний. Каждый учебный элемент включает в себя - цель обучения, перечень необходимого компьютерного оборудования и программных средств, перечень сопутствующих учебных элементов и пособий, страницы с иллюстрированным учебным текстом, задания, необходимые для отработки формируемых навыков. В силу того, что категорию обучаемых составляют подростки в возрасте 15-16 лет, а в соответствии с исследованиями проведенными в рамках международной программы PISA-2009 подавляющее большинство российских подростков не понимают смысла текста, не могут проанализировать написанное, а  готовых к самостоятельному обучению с помощью текстов составляет всего лишь 14,3%, то особое внимание уделяется наличию иллюстраций подробно отражающих порядок действий при проектировании (см. рис.1 ).

Структура и форма изложения учебных элементов такова, что они могут быть использованы как для самостоятельного изучения, так и для изучения под руководством преподавателя. Учебные элементы содержат в себе все те сведения, которые преподаватель должен изложить на лекции и продемонстрировать на практическом занятии. Перечень учебных элементов разработанной программы и их содержание отражено в таблице .

 

Таблица

Структура модульной программы обучения по предмету

«ОСНОВЫ КОМПЬЮТЕРНОЙ ГРАФИКИ»

 

 

Предмет

 

 

Модульные блоки (МБ)

 

 

Модули (М)

 

Учебные элементы (УЭ)

 

Основы

компью-терной графики

 

МБ1. Общие сведения о компьютерной графике

 

 

 

МБ2. Компьютерный технический рисунок.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

МБ3. Инженерная компьютерная графика

 

 

 

 

 

 

 

 

 

М1.

2D построения.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

М2.

3D моделирование

 

 

 

 

 

 

 

М3.

Оформление чертежа

 

 

 

М4.

Компьютерный инжиниринг

 

 

УЭ 01. Виды компьютерной графики. Сведения о программах для компьютерной графики

УЭ 02. Общие сведения о конструкторско-технологической компьютерной системе ADEM

 

УЭ 03. 2D построения. Построение отрезков, прямоугольников и окружностей.

УЭ 04. 2D построения.  Выбор типа линий и построение 2D объектов

УЭ 05. 2D построения. Управление 2D изображениями. Редактирование изображений

УЭ 06. 2D построения. Булевы операции на плоскости

УЭ 07. 3D моделирование.  Проволока, труба, сфера

 

УЭ 08. 3D моделирование. Создание объемных тел вращением профиля вокруг оси.

УЭ 09. 3D моделирование. Создание объемных тел смещением профиля.

УЭ10. 3D моделирование. Управление 3D изображениями. Редактирование объемных изображений

УЭ 11. 3D моделирование. Булевы операции с объемными изображениями

 

УЭ 12. Форматы, заполнение основной надписи. Точные перемещения.

УЭ 13. Оформление чертежа – штриховка, размеры, шероховатость поверхности, отклонения формы.

 

УЭ 14. Получение чертежных проекций с 3D модели

УЭ 15. Разработка чертежа  детали тела вращения методом «компьютерного инжиниринга»

УЭ 16. Разработка чертежа  корпусной детали методом «компьютерного инжиниринга»

УЭ 17. Разработка сборочного чертежа изделия методом «компьютерного инжиниринга»

 

 

В рамках одного учебного элемента  произведено квантование  ("разрывание") структуры учебного элемента на части, несущие самостоятельную смысловую нагрузку, изучение которых в течение одного занятия позволяет выполнять ряд логически завершенных заданий,  создавать графически несложные объекты уже известные учащимся.  Объем учебной информации в каждом учебном элементе разработанной модульной программе строго дозирован в соответствии со свойствами памяти обучаемых и разбит на отдельные микрофрагменты. Причем содержание микрофрагмента в брошюре для лучшего визуального обзора располагается в пределах одного листа формата А4(см. рис. 1).

Начинается освоение программы с изучения наиболее простой "суперлегкой" версии ADEM 7,0 Super Light. Построение разработанной модульной программы существенно отличается от традиционных методик обучения. На первом этапе все разработки выполняются в режиме технического рисунка (технический рисунок - это изображение, выполненное с соблюдением пропорций на глаз), это позволяет акцентировать внимание обучаемых на порядке выполнения команд и не отвлекться на ограничения при выполнении  точных построений. Вначале осваивается построение плоских геометрических примитивов, управление изображениями и их редактирование (см. в табл. УЭ03 – УЭ06). После их освоения выполняется самостоятельная творческая работа, единственным требованием для её выполнения является применение максимального количества изученных построений.

Затем, опять же в режиме технического рисунка, осваивается технология объемного 3D традиционными способами на основе шаблона – методом смещения и вращением контура.  Изучаются способы реализации булевых операций с объемными изображениями, возможности управления и редактирования 3D моделей (см. в табл. УЭ07 – УЭ11). После завершения этого этапа выполняется самостоятельная творческая работа по построению произвольных объемных изображений, единственным требованием для её выполнения является так же применение максимального количества изученных построений.

После освоения команд построения изображений осваиваются элементы инженерной компьютерной графики – установка форматов, заполнение основной надписи, выполнение точных перемещений Изучается оформление чертежа - штриховка, размеры, шероховатость поверхности, отклонения формы(см. в табл. УЭ12 – УЭ13). Эта часть модульной программы реализуется в учебной версии программы ADEM 8.1 CAD/CAM/CAPP — системы  для сквозного проектирования от формирования облика изделия до подготовки управляющих программ на станки с ЧПУ с полным выпуском конструкторской и технологической документации.

Следующий этап освоения порядка разработки конструкторской документации – реализация методики «компьютерного» инжиниринга, когда первоначальным источником информации для дальнейшей разработки является либо уже созданная или создаваемая разработчиком  объемная модель изделия. Схема разработки чертежей деталей методом «компьютерного инжиниринга» выглядит следующим образом: создание шаблона – формировани 3D-модели – редактирование 3D-модели – получение чертежных видов с объемной модели – оформление чертежа (см. рис.2). Эти задачи реализованы в УЭ14 – УЭ17.  Такие  особенности методики проектирования  требуют нового подхода к изучению основ инженерной графики – акцентируется внимание на содержательной стороне разрабатываемого проекта (точности, шероховатости, параметрам отклонениям формы, размерным цепям, техническим требованиям и т.п.), а не созданию формы – т.к. эта рутинная сторона проектирования реализуется системой.

Рисунки к докладу

Рис. 1
Рис. 1

Страница учебного элемента с микрофрагментом построения прямоугольников и характеристика действий на каждом его этапе




Рис. 2
Рис. 2

Схема метода «компьютерного» инжиниринга при разработке чертежа изделия в модуле CAD: а - 2D шаблон; б - 3D модель; в - редактирование 3D модели; г – чертеж изделия




Вопросы и комментарии к выступлению:


Фото
Дударь Елена Сергеевна
(5 октября 2012 г. 15:52)

Уважаемые коллеги!

Спасибо за качественную информацию. Очень понравилось, что Вы приводите определения "базовым" терминам, а также подробно описываете свою методику преподавания. В этой связи вызвала интерес фраза "объем учебной информации ... строго дозирован в соответствии со свойствами памяти обучаемых". Дает ли это возможность выстраивания индивидуальных образовательных траекторий? Есть ли у Вас опыт такой работы?

С уважением, Елена С. Дударь 

Фото
Татаринцева Тамара Ильинична
(7 октября 2012 г. 22:01)
Да, дает, индивидуальное обучение и работа в группе, что закрепляет компетенцию работы в коллективе
Мичикова Наталья Викторовна
(25 октября 2012 г. 21:51)

Здравствуйте, уважаемые коллеги! Спасибо за интересный материал. Но не могу согласиться с фразой о том, что создание формы "рутинная сторона проектирования" которая "реализуется системой". Пожалуйста, напишите почему создание формы вы отодвигаете на второй план, если речь идет о методике проектирования, предполагающей изначально построение 3D модели?


Назад Go Back