Элективный курс "Компьютерное моделирование и автоматизированное изготовление изделий" как средство формирования профессионального самоопред
Профилизация старшей ступени общеобразовательной школы по сей день остается ведущим направлением модернизации российского образования. Профильное обучение является не узкой ориентацией лишь на одну профессию, а позволяет создать условия для внедрения программы по становлению личности старшеклассника в том или ином профиле как перспективной базы подготовки к будущему освоению любой профессии в рамках данного профиля (физико-математического, гуманитарного, естественнонаучного и т.д.).
В рамках обучения в старшей профильной школе учащийся должен получить опыт изучения специализированных дисциплин по выбранному направлению.
Одной из эффективных форм взаимодействия учителя и ученика с применением практической деятельности являются элективные курсы. Элективные курсы в большей степени способствуют реализации практикоориентированного принципа в обучении, создают условия для осознанного выбора учащимися будущей образовательной траектории.
Организация элективных занятий по информатике в классах информационно-технологического профиля является важным условием для реализации дифференцированного подхода в условиях профильного обучения, когда важно формирование профессионально значимых личностных качеств и начальных профессиональных умений, их применение на практике, эффективное использование информационных технологий в определенной профессиональной области.
Развитие аппаратного и программного обеспечения современных компьютеров привело к стремительной информатизации всех сфер производственной, общественной, образовательной деятельности. Современные производственные задачи решаются при помощи разнообразных прикладных инструментальных сред. На первый план выступает потребность современного общества в специалистах по использованию этих сред для решения конкретных прикладных задач в различных сферах трудовой деятельности.
Современная сельская школа живет в постоянном стремлении привлечь как можно больше учеников в свои школы, реализуя различные учебные программы, создавая интересную, информационно насыщенную среду обучения, используя разнообразные мультимедийные, программные, аппаратные средства.
В 2004 году в рамках государственной программы в ГБОУ СОШ с. Домашка была осуществлена поставка малогабаритного фрезерного станка RolandModela MDX-15, предназначенного для обработки металла, дерева и других материалов. Сегодня станки с числовым программным управлением (ЧПУ) используются во многих отраслях производственной деятельности, однако не каждый оператор такого станка знаком с компьютерным объемным моделированием. Развитие новых технологий, сопровождающееся интеграцией программных и технических средств, привело к появлению относительно простых программ компьютерного моделирования, в которых предусмотрено управление внешним исполнительным органом. Программы, поставляемые вместе со станками с ЧПУ, позволяют свести процессы моделирования и обработки изделий к последовательности достаточно простых действий пользователя, освоить которые по силам даже учащимся.
Наличие в школе станка с ЧПУ продиктовало необходимость в проведении элективного курса по изучению этого оборудования. Поскольку можно было констатировать недостаток методических разработок в этом направлении, нами был разработан элективный курс «Компьютерное моделирование и автоматизированное изготовление изделий». Данный курс является предметом по выбору для учащихся 10 или 11 класса старшей профильной школы информационно-технологического профиля, но при желании его можно адаптировать и для других профилей.
Целью изучения элективного курса является знакомство с CALS-технологиями и приобретение знаний и навыков, необходимых для решения конкретных практических задач. Все вопросы, связанные с техническим и программным обеспечением, рассматриваются применительно к станку Modela MDX-15 (MDX-20) и его программному обеспечению, однако предлагаемая методика может быть реализована и на других программно-станочных комплексах отечественного и зарубежного производства.
Элективный курс представляет собой набор практических заданий, направленных на приобретение знаний, умений и навыков по использованию программы 3D Engrave и программно-станочного комплекса Roland Modela MDX-15.
Программа курса рассчитана на 34 часа и включает 14 часов на теоретическое изучение и 20 часов — на практическое освоение методов проектирования и способов изготовления изделий, 2 часа резервного времени. Программа рассчитана на спаренные уроки, 2 часа в неделю, первый урок — разбор нового теоретического материала, второй — закрепление новых знаний и умений через практическую деятельность.
По завершении изучения раздела два урока отводится на самостоятельное выполнение проекта, для контроля овладения ЗУН по текущему разделу. В первом и втором разделах учащиеся знакомятся с технологией изготовления простых гравюр, причем вначале они осваивают основные приемы обработки, а далее приобретают навыки моделирования и гравирования листовых деталей. В третьем разделе рассматриваются вопросы объемного фрезерования. Учащимся предстоит изучить основы получения сложных криволинейных поверхностей на гравировально-фрезерном станке.
В предлагаемом курсе используется известный своей эффективностью метод проектов. Он является комплексом дидактических средств, которые формируют у обучаемого умение анализировать задачу, искать и находить оптимальные пути ее решения, доводить замысел до реального изделия. Метод проектов позволяет наиболее полно раскрыть творческие возможности учащихся и способствует созданию положительной мотивации при выполнении даже самых примитивных операций.
Прохождение курса позволяет учащимся решить следующие задачи:
- ознакомиться с современными технологиями проектирования и производства изделий, основанными на использовании компьютерной техники;
- освоить методы решения простейших конструкторских и технологических задач;
- изучить основы механической обработки резанием и более подробно — метод фрезерования;
- изучить устройство и принцип работы настольного гравировально-фрезерного станка с ЧПУ, основные настройки и наладки;
- изучить конструкцию и геометрические характеристики режущего инструмента — фрезы, научиться выбирать параметры режима резания с учетом технологических свойств материала заготовки;
- приобрести навыки компьютерного трехмерного геометрического моделирования изделий;
- практически освоить все операции, связанные с обработкой объемной модели детали, генерацией управляющей программы для станка с ЧПУ и получением готового изделия;
- получить основные знания по документированию процессов проектирования и технологической подготовки производства изделий.
Экспериментальная проверка разработанного курса проводилась в 2011-2012 учебном году в ГОУ СОШ с. Домашка учителем Григошкиной Надеждой Владимировной на уроках информатики в 10 классе.
После изучения курса у учащихся заметно повысился интерес к изучению раздела «Моделирование и формализация» в общем, и к предмету «Информатика и информационно-коммуникационные технологии».
Таким образом, разработанный элективный курс «Компьютерное моделирование и автоматизированное изготовление изделий» способствует развитию умений учащихся в области 3D моделирования, дает начальные профессиональные навыки работы с фрезерным оборудованием и может эффективно использоваться учителями информатики в процессе изучения линии «Моделирования и формализации».
Об авторе: Григошкина Надежда Владимировна, учитель информатики ГБОУ СОШ с.Домашка.
