Компьютер в преподавании курса Черчение
Компьютер в преподавании курса Черчение
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 [2,3]. 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 [4].
Изучение в школе языков программирования высокого уровня [5-8]
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 [9].
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 [10]. Опыт использования AutoCAD в вузовском курсе
“Машинная графика” описан в [11].
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 [12]. 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 [13]. Отметим,
что раньше никто не видел написанных отечественных программ по причине
секретности большинства из них [14].
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 [9], 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 [15].
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 [14]. 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 [16, 17] 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 [18, 19] в результате научно-методического
исследования, проведенного в 1991-1994 гг. в тесном содружестве с ВНИК
“Технология” [20], 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 [21], 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 [22]
подчеркнуто, что при включении в учебный план предпочтение отдается, как
было предложено в [20], образовательным модулям по ИТ, предусмотрен
дополнительный модуль “Системы автоматизированного проектирования”.
Факультативный блок “Конструирование с помощью компьютера (CAD)”
предусмотрен и рекомендациями ЮНЕСКО [23].
Сейчас около 300 школ России используют ПМК в курсе черчения, первые
отклики преподавателей опубликованы, например, в [24-26]. Перспективность
применения в преподавании САПР КОМПАС подтверждается публикациями [27-30].
Система с успехом используется и при проведении олимпиад по компьютерной
геометрии и графике [31]. 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.
