Сравнительный анализ результатов освоения САПР школьниками Санкт-Петербурга

Василий Семенников,
к.ф.м.н., заведующий инженерной площадкой ЧОУ ОиДО «Лаборатория непрерывного математического образования»

ЧОУ ОиДО «Лаборатория непрерывного математического образования» в Санкт­Петербурге имеет пять площадок различной направленности: математическая, биологическая, академическая, гуманитарная и инженерная. Основная цель инженерной площадки — подготовка будущих создателей новой техники с обширной теоретической базой и навыками разработки.

Разработка современной техники немыслима без систем автоматизированного проектирования, поэтому современный инженер должен хорошо владеть этими системами. Спектр таких систем очень велик, поэтому на инженерной площадке ЛНМО обучают работе одновременно в нескольких широко распространенных системах: CREO, ADEM, КОМПАС­3D.

Урок в 10-м классе

Инженерная площадка ЛНМО молода, и до настоящего времени обучение САПР еще не проводилось, поэтому занятия проходят одновременно в 7­м, 8­м, 9­м и 10­м классах, не опираясь на предыдущие знания.

В школе применяется новая методика обучения работе в САПР: ученики учатся работать, не полностью изучив весь материал в одной системе, а затем уже осваивают другую; занятия с модулями строятся следующим образом: сначала построение простейших 3D­моделей в одной, другой, третьей системе; затем чертежи этой модели в одной, другой, третьей системе. Потом сложные 3D­модели во всех трех системах, затем сборки, а далее — передача из одной системы в другую. Одновременно изучается построение технологических переходов для изготовления детали, в том числе изготовление детали на 3D­принтере и станке с ЧПУ.

Ученики должны были научиться делать трехмерную модель детали и создавать чертежи этой детали, следуя такому плану:

• обучение работе в системе CREO — 8 часов;
• обучение работе в системе КОМПАС­3D — 8 часов;
• обучение работе в системе ADEM в модуле CAD — 6 часов.

Дополнительно в системе ADEM 4 часа проводилось обучение сквозной работе в CAD/CAM/CAPP­модулях: 2,5­координатная фрезерная обработка простейших деталей без расчетов режимов резания и подачи.

Обсуждается, как лучше фрезеровать отверстие

Помимо обучения собственно работе в САПР в каждом классе ведутся работы по разработке каких­либо проектов: в 7­м классе создаются модели древних машин (баллисты, катапульты и т.д.); в 8­м — действующие модели двигателей внешнего сгорания; в 9­м — конструкции рабочих мест разработчиков и технологов; в 10­м — индивидуальные проекты. Все разработанные конструкции должны быть изготовлены в школьной мастерской.

Была проведена контрольная работа в виде зачета по созданию модели в виде параллелепипеда с отверстием, а также чертежа (без рамки) в трех проекциях во всех трех системах. Время работы — 1 академический час.

Во время зачета разрешалось пользоваться Интернетом, конспектами и любой литературой. Запрещалось только общение между собой.

Результаты работы — количество сдавших зачет (табл. 1).

Таблица 1. Количество учеников, сдавших зачет по созданию модели и чертежа в трех системах

Проводилась также контрольная работа в виде зачета по написанию УП для фрезерной обработки на станки с ЧПУ в системе ADEM. Время работы — 1 академический час. Условия те же.

Результаты работы — количество сдавших зачет (табл. 2).

Таблица 2. Количество учеников, сдавших зачет по работе в системе ADEM

Результаты контрольных работ выявили интересную закономерность — более высокую усвояемость учениками системы ADEM. По всей видимости, это связано с гораздо более интуитивно понятным интерфейсом и хорошо структурированным модулем помощи, содержащим понятные пояснения. В дальнейшем занятия одновременно в трех системах будут продолжены, поскольку ученики должны уметь работать в разных CAD/CAM/CAPP­системах. Это объясняется тем, что на российских предприятиях установлены разные системы и будущие разработчики должны иметь навык перехода от одной системы к другой.

По истечении учебного года будет проводиться экзамен с выставлением оценок. Результаты экзамена также будут опубликованы.