От карандаша к пикселям: переосмысление классического черчения в эпоху цифровой трансформации

Автор: Шатилова Ольга Николаевна

Организация: ТОГБПОУ «Железнодорожный колледж им. В.М.Баранова»

Населенный пункт: г.Мичуринск

Технологический прорыв и развитие компьютерной техники стремительно продвигают цифровую трансформацию образовательной сферы деятельности человечества. Цифровая трансформация рассматривается в системе среднего профессионального образования за счет применения современных компьютерных технологий для эффективного решения профессиональных задач. Сквозной нитью проходит через общепрофессиональные и профессиональные компетенции формирование так называемой графической компетенции.

Цифровая трансформация кардинально меняет подходы к черчению и проектированию: традиционные навыки уступают место цифровым инструментам и программам. Одно из направлений цифровой трансформации – цифровизация общепрофессионального цикла, в частности, переосмысление преподавания прикладной дисциплины Черчение.

Черчение в эпоху цифровой трансформации — это не отказ от традиционных способов создания технических чертежей и планов с использованием таких инструментов, как карандаши, линейки, циркули и шаблоны, а синтез традиций и инноваций. Настоящий специалист не только умеет идеально чертить, но и понимает логику и концепцию, стоящую за этим — а в цифровую эпоху это становится еще важнее. Ведь именно классический подход формирует мышление, которое помогает максимально использовать возможности современных инструментов, превращая их в мощные средства творчества и точного планирования.

Черчение традиционно считающееся основой технического образования, переживает сегодня период адаптации к реалиям цифровой эпохи. Этот навык обретает новые формы и методы преподавания, оставаясь при этом востребованным и актуальным в самых современных отраслях промышленности и науки.

Черчение является общепрофессиональной дисциплиной, формулирующей необходимые знания, умения и навыки в разработке, чтении, хранении и передаче конструкторской документации.

Программа дисциплины предусматривает изучение теоретических основ геометрического черчения, проекционного черчения, формирует не только умение создавать графические изображения, но и развивает пространственное мышление и универсальный технологический язык, умение интерпретировать теоретический материал для решения графических задач. В условиях, когда технологии стремительно развиваются, а междисциплинарные подходы становятся нормой, значение черчения, как базового прикладного навыка, только возрастает.

Современные технологии CAD (компьютерное автоматизированное проектирование) не вытеснили черчение, а, наоборот, сделали его еще более востребованным. Компьютерные технологии значительно повышают дидактические и личностно-ориентированные параметры образовательного процесса, делают активной и целенаправленной самостоятельную работу обучающихся. Использование компьютерных программ на различных занятиях в колледже позволяет перейти от объяснительно-иллюстрированного способа обучения к деятельностному, при котором обучающийся становится активным субъектом учебной деятельности. Это способствует осознанному усвоению знаний обучающимися.

Специалисты, владеющие как традиционными навыками черчения, так и навыками работы с CAD-программами, получают значительное преимущество на рынке труда. CAD-программы позволяют создавать точные и детализированные чертежи, моделировать сложные конструкции и проводить виртуальные испытания. Традиционное черчение и современные CAD-технологии — это не конкуренты, а союзники в развитии инженерных навыков. Черчение по-прежнему — это фундаментальное искусство, которое формирует пространственное мышление и служит языком инженерных идей. А использование CAD превращает этот язык в инструмент исключительной точности и детализации, позволяя моделировать, тестировать и оптимизировать конструкции виртуально, с минимальными затратами. В совокупности эти подходы создают мощную базу для современных инженеров, дающих возможность не только создавать инновационные решения, но и понимать их содержание.

Междисциплинарный подход позволяет интегрировать черчение со смежными областями знаний, такими как математика, физика, информатика, позволяет студентам увидеть практическое применение по железнодорожному профилю.

В Мичуринском Железнодорожном колледже образовательная траектория формирования графических компетенций обучающихся последовательно совершенствуется в течение освоения всей образовательной программы по специальности: 1 курс общеобразовательные дисциплины - математика, физика, информатика; 2 курс общепрофессиональные дисциплины - Основы технического черчения, Инженерная графика, Техническая механика; 3 курс профессиональный цикл - Конструкция, техобслуживание подвижного состава, Разработка технологических процессов, технической и технологической документации по видам подвижного состава.

Практико-ориентированный подход при использовании видеоматериалов позволяет студентам понять ценность чертежей и инженерных решений на предприятии. Знание устройства локомотива, эксплуатационной работы с подвижным составом, системами сигнализации и связи — все это складывается в сложную картину, где каждый элемент играет важную роль в обеспечении безопасности и эффективности работы железных дорог. На практических занятиях рекомендуется использовать построение изображения стрелочных переводов путей необщего пользования, построение границ земляных работ и поперечных профилей железнодорожного пути в системе автоматизированного проектирования AutoCAD. Машинное исполнение чертежей позволяет упростить применение масштабов, заменить графические построения ручным способом автоматизированными, попробовать выполнить элементы конструкторской документации транспортных сооружений и объектов транспортной инфраструктуры.

Цифровизация образования направляет железнодорожную отрасль по пути инновационного развития, открывая новые горизонты для профессионалов. У обучающихся проявляется интерес к заданиям, связанным с объектами их будущей профессиональной деятельности.

С учетом профессиональной направленности в рабочей программе дисциплины предусмотрено выполнение студентами графических работ по методу развертки— это построение разверток поверхностей, раскрывающее сложнейшие детали устройства подвижного состава. Развертка боковой части электровоза ВЛ80 — это важный инструмент для понимания конструкции и функционирования электровоза. Она помогает в техническом обслуживании, ремонте и модернизации, а также служит основой для помощников машиниста локомотива, работающих с данным типом подвижного состава. Знание расположения ключевых элементов и их характеристик позволяет обеспечить безопасную и эффективную эксплуатацию электровоза ВЛ80.

Каждый раздел программы включает в себя основные профессионально ориентированные задачи, практические работы и рекомендуемые объекты труда. Навык построения развёрток в черчении с учетом профессиональной направленности железнодорожного профиля предполагает поэтапную разбивку поверхности объекта на множество мелких элементов и перенесения их на плоскость.

Боковая часть электровоза ВЛ80 включает в себя следующие ключевые компоненты:

• Корпус и обшивка: металлический каркас, защищающий внутренние механизмы и электрооборудование.

• Двери и люки: для доступа к внутренним узлам и системам.

• Окна: обеспечивают обзор и вентиляцию кабины машиниста.

• Вентиляционные решетки: для охлаждения электрооборудования.

• Нумерация и маркировка: идентификационные знаки и техническая информация.

Развертка боковой части электровоза — это развернутая схема боковой части электровоза, показывающая расположение всех элементов в плоскости. Основные элементы развертки используются для технического обслуживания, ремонта и проектирования:

• Обшивка и двери: расположение и размеры.

• Окна: их расположение по высоте и ширине.

• Вентиляционные отверстия: расположение и размеры.

• Технические люки: для доступа к электрооборудованию.

• Элементы крепления и соединения: места крепления деталей и узлов.

Значение развертки боковой части электровоза ВЛ80 имеет практическое значение для технического обслуживания, планирования работ и замены деталей, проектирования и модернизации, внесения изменений в конструкцию подвижного состава электровоза.

Внимательное чтение технических чертежей (рис.1) поможет будущему железнодорожнику, слесарю-ремонтнику не только рассмотреть на нем детали, позволяющие точно представить будущую форму изделия уже в готовом виде, но и узнать массу изделия, количество одинаковых деталей, представить каждый этап обработки и производства, а также проанализировать, как эта деталь будет применена в узле, по какому принципу будет работать, в каких условиях будет эксплуатироваться.

Рис.1 Устройство подвижного состава

Выполнение графических работ по профессии «Слесарь-электрик по ремонту электрооборудования подвижного состава» предусматривает изучение теоретических основ геометрического черчения, проекционного черчения, развёртки с моделированием. Обучающийся должен уметь графически грамотно в соответствии с требованиями Единой системы конструкторской документации (ЕСКД) выполнять и свободно читать чертеж.

Навыки чертежной развертки развивают пространственное мышление, необходимое для проектирования и изготовления различных деталей. В сфере технического образования тема разверток выделяется как критически важная для формирования пространственного мышления. Развертка, по сути, это плоская фигура, которая при складывании образует трехмерный объект. Понимание и умение создавать развертки – это навык, который выходит далеко за рамки простого черчения и становится необходимостью в множестве областей, от инженерии до дизайна.

Прикладное значение знаний о развертках - не просто теоретические навыки, они имеют прямое применение в различных отраслях:

-Вагоностроение: развертки необходимы для проектирования и изготовления обшивок вагонов, требующих высокой точности.

-Металлообработка: развертки используются для постобработки деталей, изготовления изделий c отверстиями, проемами и окнами, что позволяет создавать сложные трехмерные объекты из листового материала.

-Промышленность: компьютерные программы для 3D-моделирования позволяют создавать модели будущих изделий и автоматически выполнять развертки.

-Логистические перевозки: разработка коробок и упаковок сложной формы, требующая точного черчения и понимания геометрии.

Изучение разверток с помощью 3D моделирования – это не просто освоение геометрической концепции, а универсальный инструмент формирования пространственного мышления, навыков решения задач и креативности. Применение трехмерной компьютерной графики в процессе обучения способствует более качественному усвоению основных понятий, методов, приобретению практических навыков и умений.

В современном мире специалисты, владеющие цифровыми навыками черчения, компьютерным моделированием востребованы в высокотехнологичных индустриях.

Таким образом, обновление модели подготовки кадров для железнодорожной отрасли путем реализации современных образовательных цифровых технологий в образовательном процессе рассматриваются не только как глобальный источник информации, но и как актуальное средство мотивации обучающихся, которое помогает им в самостоятельной учебной и профессиональной деятельности.

Навыки технического черчения, пространственного мышления у обучающихся являются одним из условий дальнейшей их профессиональной деятельности, успешность которой определяется, в том числе, и развернутой графической компетенцией. В условиях стремительного технологического развития, знание черчения остается важным и востребованным навыком при выполнении курсовых и дипломных проектов. Современные подходы к обучению делают общепрофессиональные дисциплины более привлекательными и доступными для новых поколений специалистов, обеспечивают подготовку инновационномыслящих выпускников и повышают интеллектуальный потенциал отрасли.