Значение программы Mathcad для курсового проектирования

В ФГОС СПО выполнение курсового проекта рассматривается как вид учебной работы по профессиональному модулю профессионального цикла. В профессиональном модуле ПМ 01 «Разработка и ведение технологических процессов деревообрабатывающих производств» выделено, что техник-технолог:

• должен уметь применять компьютерные и телекоммуникационные средства, использовать пакеты прикладных программ;
• иметь практический опыт разработки документации, использования информационных профессиональных систем;
• обладать профессиональными компетенциями: участвовать в разработке технологических процессов деревообрабатывающих производств (ПК 1.1), выполнять технологические расчеты оборудования, сырья и материалов (ПК 1.4) [3].

В учебном процессе данные компе­тенции могут быть сформированы в процессе выпол­нения курсовых проектов, которые выступают важной формой активизации процесса освоения знаний, практического опыта при подготовке специалиста.

Цель курсового проектирования, одного из видов промежуточной аттестации, закрепить, систематизировать и комплексно обобщить знания обучающихся по отдельным междисциплинарным курсам профессионального модуля; развить навыки самостоятельной творческой работы; научить практически применять полученные ими теоретические знания, практический опыт при решении конкретных вопросов производственно-технического характера, связанных со сферой деятельности будущих специалистов; научить пользоваться справочной литературой, стандартами, другими нормативно-техническими документами,  компьютерными и телекоммуникационными средствами [9].

Формирование умений и навыков самостоятельного умственного труда, углубление, обобщение, систематизация и закрепление знаний по модулю, комплексная проверка уровня знаний и умений обучающихся проявляется при разработке курсового проекта. Выполнение курсовых проектов направлено на получение прочных научных знаний в области будущей профессии; приучение к точным наблюдениям и анализу полученной информации; приобщение к экспериментальной работе; формирование логического, критического, проблемно-ориентированного междисци­плинарного мышления; развитие познавательных навыков студентов, уме­ний самостоятельно конструировать свои знания, умений ориентироваться в информаци­онном пространстве, развитие критического мышления. Результаты выполненных проектов должны быть «осязаемыми», т.е., если это теоретическая проблема, то конкретное ее решение, если практическая – конкретный результат, готовый к внедрению.

При использовании пакетов прикладных программ, организующих действия обучающихся, на занятии эффективно используется время, что позволяет переключать сэкономленное время на исследовательскую деятельность, увеличивать долю времени на самостоятельную работу [1].

Одним из  видов профессиональной деятельности будущего специалиста со средним профессиональным образованием является экспериментально-исследовательская, которая предполагает: проведение экспериментальных исследований в сфере профессиональной деятельности; контроль качества и испытание продукции; использование статистических методов регулирования технологических процессов; поиск и обработку результатов измерений; анализ финансово-хозяйственной деятельности организации. Проектирование – это сложная многоступенчатая деятельность, осуществляемая на основе фактических показателей предприятий, за счет систематически поддерживаемых связей с представителями предприятий, работодателями, позволяет выполнять научно-исследовательскую часть проекта, дает возможность осмыслению и расширению знаний по получаемой специальности. Профессионализация проекта повышается за счет использования фактических данных с предприятий лесного профиля региона, проведение экспериментальных исследований в сфере профессиональной деятельности, использование средств информационных и коммуникационных технологий и возможностей компьютера как средства познания повышает уровень и сложность выполняемых задач, дает наглядное представление результата выполненных действий, возможность создавать интересные работы.

Такая форма организации обучения позволяет повысить эффективность обучения. Она обеспечивает систему действенных обратных связей, что способствует развитию лич­ности самореализации не только обучающихся, но и преподавателей, принимающих участие в разработке курсового проекта. Им предоставляются новые возможности осмысления собственного опыта, совершенствования своего профессионального мастерства, дальнейшего углубления педагогического сотрудничества, направленного на укрепление междисциплинарных связей, выработку единства требований, что, в конечном счете, способствует оптими­зации учебного процесса на основе его информатизации.

При написании курсовых проектов доминирует исследовательская, поисковая, творческая деятельность. Математические расчеты, оформление результатов исследований и заданий выполняются с использованием персональных ЭВМ.

Индивидуальный темп работы над проектом с использованием компьютерных программ обеспечивает выход каждого обучающегося на свой уровень развития. Оно предпо­лагает проживание обучающимися конкретных ситуаций, приобщение его к проникновению вглубь явлений, процессов и конструированию новых объектов[8].

Применение программы Mathcad при проектировании создает благоприятные условия для развития математических и творческих способностей обучающихся, подготовки их к самостоятельной продуктивной деятельности в условиях информационного общества, создание устойчивого интереса. Mathcad – программное средство, среда для выполнения на компьютере разнообразных математических и технических расчетов курсового проекта, снабженная простым в освоении и в работе графическим интерфейсом, которая предоставляет обучающимся инструменты для работы с формулами, числами, графиками и текстами [2].

Преимущества программы Mathcad:

• возможность для обучения и использования – не требуются специальные навыки программирования;
• увеличивает производительность, экономя время обучающихся и преподавателя и сокращая ошибки;
• улучшает проверку и анализ важных вычислений;
• способствует лучшим методам вычисления и повторному использованию информационного наполнения вычисления;
• полное документирование вычислений подтверждает соответствие стандартам;
• встроенная гибкость. Сотни встроенных функций, дополнительные библиотеки информационного наполнения и пакеты расширения;
• полная математическая функциональность, удобные функциональные возможности справочной системы [7];
• имеет простой и интуитивный для использования интерфейс пользователя. Для ввода формул и данных можно использовать как клавиатуру, так и специальные панели инструментов [4].

Mathcad – программа, позволяющая активизировать и систематизировать самостоятельную и творческую  работу обучающихся, которая является наиболее важной составляющей их познавательно-профессиональной деятельности и сопровождается активной мыслительной деятельностью, творческой активностью, самостоятельностью обучающихся, возможностью самореализации, самоорганизации, самовоспитания, саморазвития, презентовать свои результаты познавательно-профессиональной деятельности.

Mathcad 15.0 является самой новой версией популярного продукта, специально предназначенного для осуществления инженерных расчетов, дает инструмент для удобной и интуитивно понятной работы с математическими формулами [5]. Интерфейс программы разработан специально таким образом, чтобы ввод формул не отличался от ручного и книжного написания. Все математические выражения сохраняют свой внешний вид, упрощая восприятие информации и отбрасывая потребность вводить лишние способы записывания выражений, для их обработки компьютером. Вся эта работа выполняется скрыто от пользователя, который работает с математическими выражениями в привычном виде. Программа дает возможность выполнять числовые и символьные вычисления, построение двух и трехмерных графиков, в разных системах координат, набор разнообразных графиков можно выбирать, как и в Microsoft Office Excel, использование символов грецкого алфавита, больших и маленьких букв, как в уравнениях, так и в тексте [6] (Рисунок 1).

Рисунок 1. Расчеты курсового проекта по МДК 1. Лесопильное производство в программе MathSoft Apps Mathcad

Вычисления производятся  сразу при вводе данных курсового проекта, что упрощает процесс вычисления, то есть особой подготовки для набора формул не нужно. Вычисления с введенными формулами осуществляются по желанию пользователя или мгновенно, одновременно с набором, либо по команде. Обычные формулы вычисляются слева направо и сверху вниз (подобно чтению текста). Любые переменные, формулы, параметры можно изменять, наблюдая воочию соответствующие изменения результата. Обучающиеся проводят исследование, когда из числа предлагаемых вариантов выбирают, аргументируя, собственное решение, которое считают более рациональным и оптимальным. Используя программу Mathcad, они имеют возможность вводить различные значения, проводить сравнительные расчеты, выполнять построение диаграмм. Это дает возможность организации действительности интерактивных вычислительных документов.

Активная мыслительная и практическая деятельность обучающихся в процессе выполнения проектов, научно-исследовательских части проекта направлена на самостоятельное овладение студентами знаниями и умениями в процессе проектной деятельности.

При проектировании с использованием современных информационных технологий реализуются креативные возможности личности студентов, повышается их самооценка; развиваются невостребованные в учебном процессе личностные качества.

Необходимым результатом курсового проектирования является осво­ение обучающимися компьютерных технологий, а затем умение применить в своей практической деятельности как ин­струмент ориентировки и построения своего образовательного, а затем и жизненного про­екта, в котором выбор целей, а также содержание и план действий по их достижению четко обоснованы, а повышение адекватности оценки собственных способностей и возможностей является одной из гарантированно достигаемых целей.

Список литературы

 1. Досье школьного учителя математики. [Электронный ресурс] – Режим доступа: http://www.mathvaz.ru/#

2. Mathcad 15 Rus. [Электронный ресурс] – Режим доступа: http://www.clear-soft.ru/mathcad-15-rus/

3. ФГОС СПО по специальности 250401 Технология деревообработки. 2010

4. Mathcad 15 Rus. [Электронный ресурс] – Режим доступа: http://www.softforfree.com/programs/rusifikator_math_cad-26895.html

5. Mathcad 15 Rus. [Электронный ресурс] – Режим доступа: http://search-soft.net/soft/23-mathcad-15-russkaya-versiya-skachat-besplatno.html

6.  MathCAD 14 rus. [Электронный ресурс] – Режим доступа:   http://shara-soft.ru/utilities/661-mathcad-14-rus.html

7. Mathcad. Материал из Википедии – свободной энциклопедии.  [Электронный ресурс] – Режим доступа:   http://ru.wikipedia.org/wiki/Mathcad

8. Современные образовательные технологии в учебном процессе вуза [Текст] : методическое пособие / авт.-сост. Н.Э. Касаткина, Т.К. Градусова, Т.А. Жукова, Е.А. Кагакина, О.М. Колупаева, Г.Г. Солодова, И.В. Тимонина; отв.ред. Н.Э. Касаткина. –Кемерово :  ГОУ «КРИРПО», 2011. – 184с.

9. Лазаренко М.В. Организация курсового и дипломного проектирования // Методическое пособие. – 2005. – [Электронный ресурс] – Режим доступа:  http://www.ttgdt.edu.ru/docs/08/recomend/org_dip.html