САПР Компас-3D в системе военно-научной работы курсантов военного вуза

№84-1,

педагогические науки

В статье рассматриваются некоторые вопросы организации военно-научной работы курсантов военного вуза. В частности приведены особенности применения системы автоматизированного проектирования Компас-3D для подготовки моделей военной техники, представлены общие алгоритмы работы курсантов в системе Компас при создании научных и конкурсных работ.

Похожие материалы

В военных учебных заведениях предусмотрены разные формы работы обучающихся. Большая их часть традиционна для любых вузов — это лекции, практические занятия, семинары и лабораторные работы, учебные практики, где осваивается весь необходимый учебный материал, формируются умения и навыки, необходимые для дальнейшей службы и профессиональной деятельности [1]. Это основные, учебные занятия, охватывают всех, кто выдержал вступительные испытания и был зачислен на первый курс. Помимо этого, в учебных заведениях Министерства обороны предусмотрена военно-научная работа курсантов, организация научных секций (аналог студенческих научных обществ гражданских вузов).

Работа секций определена основными руководящими документами военного учебного заведения — Приказом Министра обороны РФ N 670, локальными актами вуза. Согласно этим документам, военно-научные секции являются одним из элементов научной (научно-исследовательской) деятельности высшего военно-учебного заведения и служат для выявления наиболее одарённых, талантливых обучающихся, способных к техническому творчеству, ведению целенаправленной научной работы, самостоятельному решению научно-технических задач, совместной работе в научных коллективах [1].

При этом направления работы могут быть самыми разнообразными, определяться курсом обучения, изучаемыми дисциплинами и склонностями курсантов. Именно поэтому в Военной академии войсковой противовоздушной обороны Вооруженных Сил Российской Федерации имени Маршала Советского Союза А.М. Василевского (г. Смоленск) ведётся активная работа 42 научных секций, в каждой из которых работают обучающиеся, проявившие интерес к той или иной деятельности [2].

Качество и направление научных работ, выполняемых в рамках секций, во многом зависит от курса обучения участников — их опыта, знаний, умений и навыков. Курсанты первого-второго курсов, как правило, не готовы вести по-настоящему серьёзную исследовательскую и научную деятельность в области актуальных задач военной науки и техники. Поэтому, в первую очередь для них, созданы военно-научные секции естественнонаучных, гуманитарных и общепрофессиональных дисциплин. В их числе — секция инженерной и компьютерной графики.

Дисциплина «Инженерная и компьютерная графика изучается курсантами Военной академии на первом курсе, что во многом определяет особенности деятельности военно-научной секции. Именно первокурсники (гораздо реже — курсанты второго и третьего курсов) составляют основную рабочую группу. Это вполне объяснимо — переходя на старшие курсы, курсанты начинают изучение новых дисциплин, ближе привязанных к их специальности, военной службе и технике, а значит, для них наибольшую актуальность приобретает работа в других военно-научных секциях.

При планировании работы секции перед её научным руководителем стоит непростая задача — найти такие виды деятельности (рис. 1), которые будут интересны курсантам, полезны для дальнейшей службы и доступны для обучающихся.

Общая организация работы военно-научной секции
Рисунок 1. Общая организация работы военно-научной секции

К каждому из представленных направлений в той или иной степени привлекаются все курсанты, но при выборе основного вида деятельности преподаватели ориентируются, прежде всего, на предпочтения обучающихся. Как показывает опыт, наибольший интерес у курсантов ежегодно вызывает именно работа в графической системе Компас-3D.

При выборе системы автоматизированного проектирования преподаватели академии руководствовались и рекомендациями, существующими для вузов Министерства обороны — использовать в образовательной деятельности программные продукты российского производства, и тем, что возможности системы Компас в большой степени соответствуют существующим запросам.

Работа в системе Компас 3D входит и в общий курс дисциплины «Инженерная и компьютерная графика», но изучать её курсанты начинают только во втором семестре, тогда как занятия военно-научных секций начинаются с середины сентября. Поэтому возникла необходимость продумать такую систему подготовки, которая позволяет в короткие сроки освоить базовые возможности и инструменты системы. Особенности применения отдельных инструментов и функций изучаются в процессе подготовки курсантом (а чаще группой курсантов) относительно сложных и крупных проектов. Работа ведётся в основном в режиме 3D моделирования. В качестве объекта моделирования выбираются, как правило, образцы вооружения и военной техники. Это и интересно и полезно для курсантов, так как напрямую связано с их профессиональной деятельностью.

На первом этапе работа ведётся по общим заданиям. Система Компас имеет множество возможностей, функций и инструментов. Изучить все — не позволяет время, сильно ограниченное у курсантов военного вуза. Возможность выполнять задания есть только на занятии (около 1 часа в неделю), поэтому преподаватель отбирает, прежде всего, те инструменты, которые необходимы для основной части построений (составляют основу эскизов — основу трёхмерных преобразований — режим 3D).

В целом, начальный этап работы участников военно-научной секции в графической системе Компас можно представить в виде следующей схемы
(рис. 2).

Общее знакомство с системой Компас
Рисунок 2. Общее знакомство с системой Компас

Подготовку модели рационально вести по следующему алгоритму:

  • выбор тематики работы. Курсанты выбирают объект моделирования исходя из специальности обучения, интересов и предпочтений. Как правило, это образцы военной техники, с которой будет связана дальнейшая служба, исторические образцы оружия и т.д. Если курсант не может самостоятельно определиться с тематикой работы, преподаватель предлагает варианты заданий, которые могут в дальнейшем быть использованы в качестве наглядных пособий, демонстрационных материалов, электронных учебников, подготавливаемых в учебном заведении;
  • подбор материалов — исторических сведений, технических описаний, если возможно — чертежей, иллюстраций, рисунков и фотографий. Если речь идёт о современной технике, то весь собранный материал должен отвечать требованиям соблюдения режима секретности и моделирование изначально возможно только с достаточно большой долей условности и только внешней формы объекта. Подбором исходных материалов занимается, как правило, руководитель научной секции, так как свободного доступа к работе в сети интернет у курсантов нет. Работать с техническими описаниями, использование которых не ограничено режимом секретности, курсанты могут в библиотеке вуза. Кроме того, нередко есть доступ к реальным образцам техники;
  • этап начала моделирования — один из самых трудных для курсанта. Машины и механизмы имеют, как правило, очень сложную форму, огромное количество деталей. Имеющийся опыт работы с программой, у обучающихся, мал. Поэтому, очень часто курсантам кажется, что создать подобную модель у них не получится. Задача преподавателя на этом этапе — помочь разделить форму модели на составляющие (рис. 3), найти базовую часть (она будет выполнена как опорная деталь, к которой будут присоединяться остальные). После этого её форма должна быть представлена как сочетание простых геометрических тел (и сочетание основных операций моделирования). На этом этапе рационально обсудить и вариации формы первых эскизов и каждую из выполняемых операций по отдельности;
Основные детали модели и начало работы над ними
Рисунок 3. Основные детали модели и начало работы над ними
  • отбор частей, которые рационально сделать отдельными деталями. Курсанты должны с самого начала работы понимать степень условности моделирования. Если в реальности машины представляют собой очень сложные сборочные единицы, состоящие из большого количества деталей, то при построении модели под деталью понимается совсем иная составная часть — та которую рационально создать в одном документе, не разделяя на более мелкие. В ряде случаев над моделью работают сразу несколько курсантов, каждый из которых выполняет построение отдельных деталей (рис. 4). На этапе работы с деталями часто возникает необходимость показать курсантам те или иные операции или функции, с использованием которых они ещё не сталкивались. Таким образом, на проблемных ситуациях, конкретных задачах происходит постепенное изучение нюансов построений, возможностей программы;
Пример деталей модели, подготовленных для сборки
Рисунок 4. Пример деталей модели, подготовленных для сборки
  • определение и составление отдельных подсборок (рис. 5). Не всегда рационально собирать в одном документе всю модель целиком. Особенно это актуально для коллективных проектов. Тех, в которых работа распределена между курсантами. Определить целесообразную компоновку подсборок курсантам должен помочь руководитель работы. Он, прежде всего, выслушивает мнение курсанта, а затем, при необходимости, вносит корректировки или предлагает более удачные варианты действий;
Подсборка и детали, входящие в её состав
Рисунок 5. Подсборка и детали, входящие в её состав
  • завершение сборки модели. Этап окончания работы требует обобщения не только созданных деталей и подсборок в единое целое, но и отбора тех мелких элементов конструкции, которые можно опустить, не нарушая при этом целостность образа, общего внешнего вида.

Наиболее интересные и качественные из завершенных моделей представляются для участия в различных конкурсах, в частности, конкурсе 3D-моделирования, проводимом ежегодно разработчиком программного обеспечения АСКОН, используются в качестве наглядных пособий, иллюстраций, компонентов учебных материалов.

Руководителям научных секций, преподавателям, проводящим занятия, хотелось бы вести более объёмную, логически-выстроенную и систематизированную работу с курсантами по освоению курсантами графической системы Компас-3D, дать возможность обучающимся изучить все возможности и функции. В тех временных рамках, которые установлены распорядком военного вуза это едва ли возможно. Вместе с тем, умения и навыки, полученные курсантами, дают достаточное представление о возможностях системы Компас, составляют основу, для дальнейшей обучения и службы, самостоятельного освоения САПР, участия в деятельности военно-научных секций более сложных, технических дисциплин.

Список литературы

  1. Приказ Министра обороны РФ от 15.09.2014 N 670 (ред. от 18.01.2016) "О мерах по реализации отдельных положений статьи 81 Федерального закона от 29 декабря 2012 г. N 273-ФЗ "Об образовании в Российской Федерации".
  2. Анализ методов совершенствования образовательной деятельности с учётом использования результатов работы военно-научных секций: отчёт о НИР. Шифр «Качество» (рабочие материалы) / ВА ВПВО ВС РФ; руководи-тель работы Т. Давыдова. Смоленск, 2017. 65 с.