Розвиток технічного мислення майбутніх учителів трудового навчання у процесі графічної підготовки засобами інформаційних технологій

Статистичний аналіз (за критерієм t-нормального розподілу) емпіричних даних, що характеризують якісні зміни у розвитку технічного мислення студентів у кінці формувального експерименту, дав змогу зробити висновок, що при достовірній імовірності 0,95 запропоновані педагогічні умови розвитку технічного мислення студентів у процесі графічної підготовки засобами інформаційних технологій забезпечують статистично значущі відмінності отриманих результатів.

З метою практичного  й остаточного підтвердження  отриманих результатів наукової роботи та їх важливості для педагогічної науки проводився аналіз успішності навчальної діяльності студентів 2 та 3 курсів з окремих навчальних дисциплін технічного спрямування. До уваги бралися та порівнювалися показники успішності студентів (які вивчали курс креслення традиційно та засобами ІТ) з таких навчальних курсів: «Теоретична механіка», «Теорія механізмів і машин» та «Деталі машин». Належне опанування цими технічними предметами неможливо повною мірою здійснити без високорозвиненого технічного мислення, оскільки саме воно передбачає вільне оперування технічними поняттями й образами, бере активну участь у розв’язанні різноманітних навчальних і виробничих завдань, пов’язаних з проектною діяльністю. У табл. 2 наведено порівняльні показники навчальної успішності студентів з технічних дисциплін, які вивчали креслення за різними методиками.

Таблиця 2

Порівняння  успішності засвоєння студентами технічних  дисциплін

Методика, що використовувалася  при вивченні креслення	Якісна успішність студентів з технічних дисциплін, у %			Середнє значення успішності, у %
	теоретична механіка	теорія механізмів і  машин	деталі машин
Засобами ІТ	39,7	43,6	45,8	43,0
Традиційна	33,2	36,4	37,2	35,6
Порівняльний показник	6,5	7,2	8,6	7,4

 

Отримані результати засвідчують вищу якісну успішність із технічних дисциплін у студентів, що вивчали курс креслення засобами ІТ (на 7,4%) і як наслідок – мали вищий рівень розвитку технічного мислення, що і стало, на наше переконання, однією з головних причин отримання кращих результатів.

Підсумовуючи вищевикладене, вважаємо, що використання інформаційних технологій у процесі графічної підготовки студентів є ефективним засобом розвитку їхнього технічного мислення і позитивно відображається на результатах навчальних досягнень не лише з креслення, а й з інших технічних дисциплін. Таким чином, наукові дані, отримані під час курсової роботи, підтверджуються практикою, доводять висунуту гіпотезу та, відповідно, ефективність запропонованих педагогічних умов розвитку технічного мислення майбутніх учителів трудового навчання у процесі графічної підготовки засобами ІТ.

 

ПРАКТИЧНА ЧАСТИНА.

 

Аналіз комп’ютерних програм з креслення для розвитку технічного мислення:

1. AutoCAD
2. Kompas-3D
3. ArchiCAD

 

1. AutoCAD

AutoCAD — дво- і тривимірна система автоматизованого проектування і креслення розроблена компанією Autodesk. Перша версія була випущена в 1982 році. AutoCAD і спеціалізовані додатки на його основі знайшли широке застосування в машинобудуванні, будівництві, архітектурі та інших галузях промисловості. Вперше випущений в грудні 1982 року AutoCAD був однією з перших програм САПР для роботи на персональних комп'ютерах, зокрема, IBM PC. У той час, більшість інших CAD-програм працювали на великих ЕОМ.

AutoCAD і AutoCAD LT підтримують англійську, німецьку, французьку, італійську, іспанську, японську, корейську, китайську спрощену, китайський традиційну, російську, чеську, польську, угорську, бразильську португальську, датську, голландську, шведську, фінську, норвезьку і в'єтнамську мови. Рівень локалізації варіюється від повної адаптації, до переказу тільки довідкової документації.

Функціональні можливості:

Ранні версії AutoCAD оперували  невеликим числом елементарних об'єктів, такими як кола, лінії дуги і текст, з яких складалися складніші. У цій  якості AutoCAD заслужив репутацію «електронного  кульмана», яка залишається за ним і понині. Однак, на сучасному етапі можливості AutoCAD дуже широкі і набагато перевершують можливості «електронного кульмана».

В області двовимірного проектування AutoCAD як і раніше дозволяє використовувати елементарні графічні примітиви для отримання складніших об'єктів. Крім того, програма надає вельми обширні можливості роботи з шарами і аннотативними об'єктами (розмірами, текстом, позначеннями). Використання механізму зовнішніх посилань (XRef) дозволяє розбивати креслення на складові файли, за які відповідальні різні розробники, а динамічні блоки розширюють можливості автоматизації 2D-проектування звичайним користувачем без використання програмування. Починаючи з версії 2010 в AutoCAD реалізована підтримка двовимірного параметричного креслення.

Поточна версія програми (AutoCAD 2012) включає в себе повний набір  інструментів для комплексного тривимірного моделювання(підтримується твердотільне, поверхневе і полігональне моделювання). AutoCAD дозволяє отримати високоякісну візуалізацію моделей з допомогою рендеринга mental ray. Також в програмі реалізовано управління тривимірним друком (результат моделювання можна відправити на 3D-принтер) і підтримка хмар точок (дозволяє працювати з результатами 3D-сканування). Тим не менш, слід зазначити, що відсутність тривимірної параметризації не дозволяє AutoCAD безпосередньо конкуруватиме з машинобудівними САПР середнього класу, такими як Inventor, SolidWorks та іншими. До складу AutoCAD 2012 включена програма Inventor Fusion, яка реалізує технологію прямого моделювання.

Засоби розробки і адаптації:

AutoCAD підтримує декілька інтерфейсів API для налаштування і автоматизації. До них відносяться AutoLISP, Visual LISP, VBA,.NET і ObjectARX. ObjectARX є C++ бібліотекою класів, яка також була базою для розширення продуктів AutoCAD в конкретних областях, для створення продуктів, таких як AutoCAD Architecture, AutoCAD Electrical, AutoCAD Civil 3D, або сторонніх AutoCAD-додатків.

Підтримумані  операційні системи:

AutoCAD сертифікований для  роботи в сімействі операційних  систем Microsoft Windows. Версія 2011 підтримує операційні системиWindows XP (з пакетом оновлень SP2), Windows Vista (з пакетом оновлень SP1) і Windows 7. 15 жовтня 2010 офіційно був випущений AutoCAD 2011 для Mac OS X (до цього останньою версією для Mac OS був AutoCAD Release 12, випущений в 1992 році). У комплект поставки (для Windows) входять версії і для 32-розрядних, і для 64-розрядних систем. AutoCAD підтримує використання обчислювальних ресурсів багатопроцесорних і багатоядерних систем. Також є версія AutoCad для Linux.

AutoCAD LT

AutoCAD LT - спеціалізоване рішення для 2D-креслення. Вперше випущений в листопаді 1993 року, AutoCAD LT, за ціною $ 495, став першим продуктом в історії компанії за ціною до $ 1000, який носив назву "AutoCAD". Крім того, що продається безпосередньо Autodesk, він також може бути придбаний в комп'ютерних магазинах, на відміну від повної версії AutoCAD, які повинні бути придбані у офіційних дилерів Autodesk. Станом на 2011 випуску AutoCAD LT MSRP зросла до $ 1200. Обмеження:

В AutoCAD LT відсутні можливості для створення, візуалізації та відтворення 3D-моделей, а також 3D-друку. AutoCAD LT не може бути використана на кількох комп'ютерах в мережі. AutoCAD LT не підтримує настройку з LISP, ARX і VBA.

AutoCAD WS

Безкоштовний інтернет-додаток  на базі хмарних обчислень, а також програма для пристроїв на ОС iOS (iPad, iPhone і). Дозволяє переглядати і редагувати файли формату DWG, завантажені в онлайн-сховище AutoCAD WS Online workspace, при цьому набір інструментів для редагування досить обмежений. У AutoCAD 2012 передбачена можливість прямого зв'язку з даним сервісом.

Студентські версії:

Студентські версії AutoCAD, призначені виключно для використання студентами та викладачами в освітніх цілях, доступні для безкоштовного  завантаження з сайту Освітнього спільноти Autodesk. Функціонально студентська  версія AutoCAD нічим не відрізняється від повної, за одним винятком: DWG-файли, створені або відредаговані в ній, мають спеціальну позначку (так званий освітній прапор), яка буде розміщена на всіх видах, при друку файлу (незалежно від того з якої версії - студентської або професійної - виконується друк). Об'єкти, створені в студентському версії не можуть бути використані для комерційного використання. Ці об'єкти "заражують" DWG файли створені в комерційній версії, якщо імпортуються.

Студентська спільнота Autodesk надає зареєстрованим студентам безкоштовний доступ до різних програм Autodesk.

Спеціалізовані програми на основі AutoCAD:

• AutoCAD Architecture — версія, орієнтована на архітекторів і містить спеціальні додаткові інструменти для архітектурного проектування і креслення, а також засоби випуску будівельної документації.
• AutoCAD Electrical розроблений для проектувальників електричних систем управління і відрізняється високим рівнем автоматизації стандартних завдань і наявністю великих бібліотек умовних позначень.
• AutoCAD Civil 3D — рішення для проектування об'єктів інфраструктури, призначене для землевпорядників, проектувальників генплану і проектувальників лінійних споруд. Крім основних можливостей AutoCAD Civil 3D може виконувати такі види робіт, як геопросторовий аналіз для вибору відповідного будмайданчика, аналіз зливових стоків для забезпечення дотримання екологічних норм, складання кошторису і динамічний розрахунок обсягів земляних робіт.
• AutoCAD MEP орієнтований на проектування інженерних систем об'єктів цивільного будівництва: систем сантехніки і каналізації, опалення та вентиляції, електрики і пожежної безпеки. Реалізована побудова тривимірної параметричної моделі, отримання креслень і специфікацій на її основі.
• AutoCAD Map 3D створений для для фахівців, що виконують проекти в сфері транспортного будівництва, енергопостачання, земле- і водокористування й дозволяє створювати, обробляти й аналізувати проектну й ГІС-інформацію.
• AutoCAD Raster Design - програма векторизації зображень, що підтримує оптичне розпізнавання символів (OCR).
• AutoCAD Structural Detailing - засіб для проектування й розрахунку сталевих і залізобетонних конструкцій, що підтримуєтехнологію інформаційного моделювання будівель. Базовими об'єктами є балки, колони, пластини й арматурні стрижні тощо.

Підтримувані формати файлів:

Основним форматом файлу AutoCAD DWG є - закритий формат, спочатку розробляється Autodesk. Для обміну даними з користувачами  інших САПР пропонується використовувати  відкритий формат DXF. Слід зазначити, що файли з розширеннямиDWG і DXF може читати більшість сучасних САПР, оскільки дані формати є стандартом де-факто в області двовимірного проектування. Для публікації креслень і 3D-моделей (без можливості редагування) використовується формат DWF, також створений компанією Autodesk.

Крім цього, програма підтримує запис і читання (за допомогою процедур імпорту / експорту) файлів 3DS формату, DGN, SAT і деяких інших.

До складу AutoCAD 2012 включена програма Inventor Fusion, яка дозволяє перетворювати  файли, отримані з тривимірних САПР (таких як Inventor, SolidWorks, CATIA, NX і т.п.) у формат DWG.

 

2. Kompas-3D

«КО́МПАС» (КОМПлекс Автоматизованих Систем конструкторсько-технологічного проектування) — система автоматизованого проектування та підготовки до виробництва російської фірми «Аскон».

Система КОМПАС-3D — інтерактивний графічний редактор з сучасним  інтерфейсом, оснащений інструментальними засобами, які дозволяють створювати твердотілі об'єкти з використанням набору елементарних               параметричних тіл (паралелепіпед, циліндр та ін.).

Просторові  твердотілі та каркасні моделі об'єктів (деталей,  вузлів,  виробів, будівель і т. п.) при виконанні проектно-конструкторських, технологічних та дизайнерських робіт в      машинобудуванні,  приладобудуванні,  будівництві,  архітектурі).

КОМПАС-3D Viewer  — безкоштовна програма для перегляду та друку документів КОМПАСа.

Підтримує такі типи файлів: CDW, DWG, DXF та ін.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. ArchiCAD

ArchiCAD — графічний програмний пакет САПР для архітекторів, створений угорською компанією Graphisoft. Призначений для проектування архітектурно-будівельних конструкцій і рішень, а також елементів ландшафту, меблів та ін.

При роботі в пакеті використовується концепція віртуального будинку. Суть її полягає в тому, що проект ArchiCAD представляє собою виконану у натуральну величину об'ємну модель реального будівлі, що існує в пам'яті комп'ютера. Для її виконання проектувальник на початкових етапах роботи з проектом фактично «будує» будинок, використовуючи при цьому інструменти, що мають свої повні аналоги в реальності: стіни, перекриття, вікна, сходи, різноманітні об'єкти і т. д. Після завершення робіт над "віртуальним будівлею ", проектувальник одержує можливість отримувати різноманітну інформацію про спроектованому об'єкті: поверхові плани, фасади, розрізи, експлікації, специфікації, презентаційні матеріали та ін. Підтримує взаємодію з різними інженерними програмами через формат IFC.