Введение 5
1 Использование современных технологий проектирования в образовании 9
1.1 Анализ рабочей программы 9
1.2 Значимость современных технологий в образовании 11
1.2.1 Роль преподавателей в современном обучении 12
1.2.2 Интеграция современных технологий проектирования в обучении 13
1.3 Основные виды и принципы создания систем автоматизированного
проектирования их структура 15
1.3.1 Основные принципы создания систем автоматизированного
проектирования 16
1.3.2 Виды систем автоматизированного проектирования 17
1.3.3 Основные системы автоматизированного проектирования, используемые в
образовании 19
1.3.4 Анализ эффективности электронных образовательных ресурсов в
образовании 20
1.4 Обоснование выбора темы выпускной квалификационной работы 24
2 Разработка методических указаний по 30-проектированию и изучению конструкции раздаточной коробки в системе автоматезированного проектирования
«Autodesk Inventor professional 2019» 26
2.1 Устройство, назначение и типы раздаточных коробок 26
2.1.1 Принцип работы раздаточной коробки 27
2.1.2 Классификация раздаточных коробок 28
2.1.3 Назначение узлов раздаточной коробки 29
2.2 Создание модели, деталей и узлов в графическом пакете «Autodesk Inventor» 31
2.2.1 Краткая характеристика системы автоматизированного проектирования
«Autodesk Inventor» professional 2019» 31
2.2.2 Функциональные возможности программы «Autodesk Inventor professional
2019» 32
2.2.3 Доступность системы автоматизированного проектирования «Autodesk
Inventor» для студентов и преподавателей 33
2.3 Знакомство с интерфейсом «Autodesk Inventor» 34
2.4 Моделирование деталей с помощью программы «Autodesk Inventor» 37
2.4.1 Методы создания сборок 42
2.4.2 Основные инструменты для работы со сборками в «Autodesk Inventor» .. 43
2.5 План конспекта-занятия по теме «Трансмиссия автомобиля» для
самостоятельной работы студентов 46
2.6 Контрольно измерительные показания к методической работе 48
Заключение 50
Список использованных источников 51
Приложение А 55
Приложение Б 56
Приложение В 57
Приложение Г 58
Приложение Д 59
Приложение Е 60
Приложение Ж 61
Стремительно развивающиеся системы автоматизированного проектирования (САПР) сложных объектов привели к принципиальному изменению инженерной деятельности. При проектировании сложного объекта вначале разрабатывается его трехмерная модель, а затем с помощью систем автоматизированного проектирования выполняется чертеж. Важным инструментом является параметрическое моделирование, которое позволяет создавать геометрические модели объектов, в которых при изменении параметров происходят изменения в конфигурации детали. Использование трехмерных параметрических моделей дает возможность создавать графические базы данных по деталям и сборочным единицам, которые в дальнейшем используются при конструировании аналогичных деталей.
Согласно Федеральному закону № 273-ФЗ от 29.12.2012 «Об образовании в Российской Федерации», при подготовке конкурентоспособных специалистов в соответствии с потребностями государства и общества, необходимо совершенствование системы обучения и использование в образовательном процессе современных информационных технологий. Современные принципы конструирования на основе моделирования геометрических объектов в системах автоматизированного проектирования потребовали своего отражения в обучении будущих инженеров [28].
Внедрение в систему высшего образования Федеральных государственных образовательных стандартов третьего поколения предполагает: сокращение аудиторного времени и повышение времени, отводимого на самостоятельную работу учащихся по исследованию инженерно-графических дисциплин. Из-за этого принято решение использование методов и приемов дистанционного обучения для самостоятельного изучения образовательного процесса студентами и выполнение заданий по дисциплинам. Методам профессионального образования посвящено множество научных работ, которые отразили в публикация: И.Я. Лернера, А.А. Вербицкого, В.И. Загвязинский, В.В. Краевского, В.П. Беспалько. Основную роль в внедрении информационных технологий в обучении занимались: Г.Ф. Горшков, И.И. Котов, П.А. Острожков, И.В. Роберт, Л.И. Райкин, В.А. Рукавишников, Р.М. Сидорук, А.Л. Хейфец и др. Использование дистанционных технологий в процессе обучения посвящены работы: А.А. Андреева, Н.А. Беспалько, Т.П. Зайченко, Д.А. Иванченко, Е.С. Полат, А.В. Хуторской и др.
Безусловно, проведенные исследования внесли большой вклад в развитие и совершенствование методик обучения студентов по графическим дисциплинам. Однако, анализ существующих методик подготовки студентов в области инженерной графики показал, что в недостаточной степени используются возможности современных систем автоматизированного проектирования, которые на сегодняшний день составляют неотъемлемую часть инженерной деятельности, и тем самым, не обеспечивается современный уровень подготовки будущих инженеров к профессиональной деятельности [28].
Актуальность данного исследования определяется множеством противоречий в организации обучения студентов технических вузов по дисциплине «Устройство автомобилей», а именно:
- несоответствием между новыми технологиями конструкторской работы и классическими способами изучения дисциплин между высокими требованиями к качеству подготовки студентов;
- недостаточной разработанностью соответственного способа обучения;
- между уменьшением часов на аудиторную работу по дисциплине «Устройство автомобилей» и потребностью формирования проф. компетенций, обозначенных в федеральном государственном образовательном стандарте (ФГОС).
Указанные противоречия позволили сформулировать проблему исследования: модернизация методики обучения по дисциплине «Устройство автомобилей» в техническом вузе с целью совершенствования подготовки студентов средствами современных технологий конструирования с использованием систем автоматизированного проектирования.
Противоречия и проблема определяют тему выпускной квалификационной работы «Разработка методических указаний для самостоятельной работы студентов по теме «Трансмиссия автомобилей» дисциплины «Устройство автомобилей»».
Объект исследования: процесс обучения студентов профиля «Транспорт» направления подготовки 44.03.44 Профессиональное обучение (по отраслям) дисциплине «Устройство автомобилей».
Предмет исследования: методика обучения студентов по теме «Трансмиссия автомобиля» дисциплины «Устройство автомобилей»
Цель исследования: разработать методические указания для самостоятельной работы студентов по теме «Трансмиссия автомобиля» дисциплины «Устройство автомобилей».
Гипотеза исследования основана на предположении о том, что обучение студентов по дисциплине «Устройство автомобилей» будет осуществляться более эффективно, если:
- изучить главные особенности современной конструкторской деятельности, используемые в системах автоматизированного проектирования;
- разработать методические указания для решения практических задач в соответствии с новыми подходами использования систем автоматизированного проектирования;
- автоматизировать учебный процесс и методику проверки типовых практических заданий с внедрением современных систем обучения.
Таким образом, цель и гипотеза определили следующие задачи ВКР:
1. Провести анализ теоретической и методической литературы по профилю исследования и выявить основные подходы к решению образовательных задач конструирования с помощью современных цифровых технологий.
2. Изучить современные методы конструирования в системах автоматизированного проектирования, такие как: трехмерное моделирование деталей и сборочных узлов, использование средств графической базы данных САПР и создание SD-визуализации деталей и сборок узлов.
3. Разработать методические указания по теме «Конструкция раздаточной коробки автомобиля» для дисциплины «Устройство автомобилей».
В выпускной квалификационной работе разработаны методические указания для самостоятельной работы студентов по теме «Трансмиссия автомобиля» дисциплины «Устройство автомобилей».
Дан краткий анализ рабочей программы дисциплины «Устройство автомобилей». В процессе анализа выявлено что:
при изучении данной дисциплины возникают проблемы с пониманием учебного материала по устройству и работе агрегатов, механизмов и узлов;
по данной дисциплине недостаточное оснащение лабораторий для демонстрации устройства и работы агрегатов, механизмов и узлов трансмиссии автомобиля.
Проведен анализ популярных в Российской Федерации САПР с целью их использования в образовательном процессе.
Описан процесс моделирования и принцип работы в графическом пакете «Autodesk Inventor Professional 2019».
Проанализировано назначение, устройство и разновидности раздаточных коробок автомобиля.
Разработан план и организация самостоятельной работы студентов по теме «Трансмиссия автомобиля». Для контроля результатов выполненной студентами работы, созданы тестовые задания.
Итак, цель ВКР достигнута, поставленные задачи решены.
1. Большаков В. П. 3-D моделирование в AutoCAD, KOMHAC-3D, SolidWorks, Inventor, T-Flex: Учебный курс (+DVD) / В. П. Большаков,
A. Л. Бочков, А. А. Сергеев. - СПб.: Питер. - 2011. - 336 с.
2. Большаков В. П. Инженерная и компьютерная графика /
B. П. Большаков, В. Т. Тозик, А. В. Чагина. - СПб.: БХВПетербург. - 2013. - 288 с.
3. Большаков В. П. Инженерная и компьютерная графика. Практикум / В. П. Большаков. - СПб.: БХВ-Петербург, 2004. - 124 с.
4. Большаков В. П. KOMПAC-3D для студентов и школьников. Черчение, информатика, геометрия / В. П. Большаков. - СПб.: БХВ- Петербург. - 2010. - 304 с.
5. Большаков В. П. Основы 3D-моделирования. Изучаем работу в AutoCAD, KOMПAC3D, SolidWorks, Inventor / В. П. Большаков, А. Л. Бочков - СПб.: Питер. - 2013. - 304 с.
6. Большаков В. П. Создание трехмерных моделей и конструкторской документации в системе KOMПAC-3D. Практикум / В. П. Большаков. - СПб.: БХВ-Петербург. - 2010. - 496 с.
7. Большаков В. П. Тозик В. Т., Чагина А. В. Информационные технологии в университетском курсе / В. П. Большаков, В. Т. Тозик, А.В. Чагина.- 2011. - № 1. - С. 19-25.
8. Бородина Т. Ф. Применение электронных образовательных ресурсов в образовательном процессе вуза и определение их эффективности / Т. Ф. Бородина // Молодой ученый. — 2014. — №13. — С. 241-243.
9. Гладов Г.И. Устройство автомобилей: учебник для студ. учреждений сред. проф. образования / Г.И. Гладов, А.М. Петренко. - 3-е изд., стер. - М.: Издательский центр «Академия», 2014. - 352 с.
10. Дифференциация [Электронный ресурс]. - Режим доступа:
http://economicdefinition.com/Business/Differenciaciya_Differentiation eto.htm
(дата обращения: 16 мая 2019).
11. Елкин В. В. Инженерная и компьютерная графика / В. В. Елкин // Компьютерные инструменты в образовании. 2011. - № 4. - С. 54-62.
12. Зильбербург Л. И. Информационные технологии в проектировании и производстве / Л. И. Зильбербург, В. И. Молочник, Е. И. Яблочников. - СПб.: Политехника. - 2008. - 304 с.
13. Лялин В.П. Рабочая программа дисциплины «Устройство автомобилей» / В.П. Лялин. - Екатеринбург: ФГАОУ ВО «Российский государственный профессионально-педагогический университет», 2018. - 16 с.
14. Макотрова Г.В. Стандарты и мониторинг в образовании. Цифровые технологии в педагогической практике развития исследовательского потенциала старшеклассников / Г.В. Макотрова. - Москва: - Научно-издательский центр ИНФРА, 2013. - 164 с.
15. Менциев А.У. Модернизация непрерывного образования. Технология электронного обучения как часть современной системы образования / Менциев А.У. // материалы VIII Международной научно-практической конференции - Дербент, 2017. - № 8. - С. 12-13.
16. Мониторинг ЭОР [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://eor-np.ru/node/55(дата обращения: 21 мая 2019).
17. Описание программы «Autodesk Inventor» [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://itbukva.com/dopolnitelno/15155-opisanie-programmy- autodesk-Inventor.html(дата обращения 20 мая 2019).
18. Описание программы Компас [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://cig-bc.ru/soft/734-opisanie-programmy-kompas.html(дата обращения: 20 мая 2019).
19. Пехальский А.П. Устройство автомобилей: учебник для студ. учреждений сред. проф. образования / А.П. Пехальский, И.А. Пехальский. - 8-е изд., испр. - М.: Издательский центр «Академия», 2013. - 528 с.
20. Раздаточная коробка - назначение и устройство [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://techautoport.ru/transmissiya/sistemy-polnogo- privoda/razdatochnaya-korobka.html(дата обращения: 21 мая 2019).
21. Раздаточная коробка - устройство [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.autoopt.ru/articles/products/3679898(дата обращения: 16 мая 2019).
22. Трукано М. Infodev.org(2017). Teachers, Teaching and ICTs. [Электронный ресурс]. - Режим доступа:http://www.infodev.org/articles/ teachers-teaching-and-icts (дата обращения 17 мая 2019).
23. Устройство дифференциала [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://ktonanovenkogo.ru/voprosy-i-otvety/differenciaciya-chto-ehto- takoe-differencirovannyj.html(дата обращения: 17 мая 2019).
24. Хокс Б. Автоматизированное проектирование и производство / Б. Хокс. - М.: Мир, 1991. - 336 с.
25. Шаронин Ю.В. Цифровые технологии в высшем и профессиональном образовании: от личностно ориентированной smart- дидактики к блокчейну в целевой подготовке специалистов/ Ю.В. Шаронин // Современные проблемы науки и образования. - 2019. - № 1. - С. 15-20.
26. Autodesk Inventor API [Электронный ресурс]. - Режим доступа https: //ru. wikibooks. org/wiki/Autodesk_Inventor_API._Первые_шаги/Первая_пр ограмма (дата обращения: 14 мая 2019).
27. Autodesk Inventor программа для 3Э-проектирования [Электронный ресурс]. - Режим доступа:https://promo.infars.ru/autodesk-inventor(дата обращения: 14 мая 2019).
28. Dslib.net(2017г.). Prof obrazovanie [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.dslib.net/prof-obrazovanie/sistemy-avtomatizirovannogo- proektirovanija-v-obuchenii-inzhenernoj-grafike.html (дата обращения: 16 мая 2019).
29. Life-prog.ru. Prof [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://life-prog.ru/2_72833_printsipi-sozdaniya-sapr.html(дата обращения: 16 мая 2019).
30. Life-prog.ru. Prof [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://life-prog.ru/1_27213_tipi-sapr.html(дата обращения: 16 мая 2019).