Использование трехмерного моделирования в обучении студентов технических специальностей

Современная концепция профессионального образования требует качественной подготовки специалистов, соответствовавших новым требованиям, предъявляемым к современной профессиональной деятельности. Информационный характер системы образования создает предпосылки для универсализации средств и ресурсов межпредметных связей и средств их реализации, предлагая свои средства, методы и формы. Целью этого процесса является формирование у студентов системного научного мышления, экологической и информационной культуры, творческой активности и высокой нравственности – качеств, которые позволят им успешно адаптироваться, жить и работать в глобальном информационном обществе [2].

Для повышения профессиональной компетенции будущих специалистов необходимо реализовать главные идеи образования, одним из направлений которого, является внедрение в образовательный процесс компьютерных технологий. Информационные технологии оказывают большое влияние на подготовку к будущей профессиональной деятельности. В результате их использования в учебном процессе повышаются эмоциональный отклик студентов на процесс познания, мотивация учения, интерес к овладению новыми знаниями, умениями и практическое их применение, способствует развитию способностей студентов, активизирует мышление. Именно трехмерное моделирование в ходе создания чертежей позволяет, начиная с первого курса обучения, студентам сформировать образ изучаемого объекта. На сегодняшний день чуть ли не единственная дисциплина, «… изучение ее является лучшим средством развития нашего воображения, а без достаточно развитого воображения немыслимо никакое серьезное техническое творчество, т.е. проектирование». Начертательная геометрия составляет основу технического образования, формирующего базовые знания, необходимые для изучения специальных дисциплин [1].

Но в тоже время основным препятствием освоения начертательной геометрии является сложность восприятия проекционного чертежа, так как проекция формируется в сознании работой мозга, а для обработки графической информации, данной в обобщенном виде, требуется подключение не только логического мышления, но и образного. Образное мышление определяется не только субъективными, природными способностями, но и опытом восприятия изображений (произведений искусства, чертежей, рисунков и т.п.). С помощью трехмерного моделирования в среде графических пакетов задача визуального представления геометрических объектов значительно упрощается.

Использование трехмерного моделирования позволяет создать визуальный образ объекта, использовать цвет, анимацию, но, тем не менее, не должно отвлекать внимание обучающихся от решения поставленных задач. Умение анализировать ортогональный чертеж геометрического объекта, расчленить его сложную форму на простые составляющие геометрические тела – позволит легко переходить от 3D-моделей к плоским чертежам, при этом значительно упрощая процесс редактирования чертежей. Конечно в CAD, CAE – системах создаваемые по 3D-модели чертежи представляют собой вторичную форму отображения объекта. Язык чертежа – язык производства, включающий в себя весь опыт и знания, накопленные многими поколениями инженеров. И не зная начертательной геометрии, инженерной графики невозможно иметь инженерное мышление. Использование трехмерного моделирования позволяет создать визуальный образ объекта, использовать цвет, анимацию, но, тем не менее, не должно отвлекать внимание обучающихся от решения поставленных задач. Умение анализировать ортогональный чертеж геометрического объекта, расчленить его сложную форму на простые составляющие геометрические тела – позволит легко переходить от 3D-моделей к плоским чертежам, при этом значительно упрощая процесс редактирования чертежей. Развитие и применение современных графических пакетов при изучении графических дисциплин обусловлены спецификой образования студентов, требующей для дальнейшей проектной деятельности развитого пространственного мышления, умений воспринимать и производить графическую информацию. Трехмерное проектирование изделий является одной из актуальных задач машиностроительного производства. Создание компьютерной модели является аналогом изготовления макета изделия или первого образца, но со значительно меньшими затратами материалов, труда и средств. На основе трехмерной компьютерной модели конструктивно обрабатываются все элементы и узлы изделия, выявляются недоработки, вносятся изменения.

Оригинал работы: Использование трехмерного моделирования в обучении студентов технических специальностей