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Sistemi di progettazione end-to-end. Organizzazione della progettazione end-to-end degli oggetti di attività professionale presso il Dipartimento di Fisica Irnitu. Progettazione end-to-end e preparazione alla produzione nel processo educativo

Uno dei compiti principali del programma del governo della Federazione Russa "Sviluppo dell'istruzione per il 2013-2020" è la modernizzazione degli standard educativi e dei metodi di formazione professionale degli specialisti. Lo sviluppo delle tecnologie pedagogiche dovrebbe mirare a integrare le discipline e l'efficacia di ogni fase del processo educativo. La soluzione a questo problema è possibile quando si utilizza la tecnologia di progettazione end-to-end, da allora una delle condizioni per la sua attuazione è l'integrazione delle discipline. I compiti stabiliti indicano che gli sviluppi scientifici e metodologici nella progettazione end-to-end sono rilevanti. Ciò è particolarmente vero per la metodologia e la teoria dell'integrazione interdisciplinare nella progettazione del processo educativo continuo dell'istruzione secondaria e superiore.

Il metodo di progettazione end-to-end si basa sul principio dell'orientamento fondamentale e professionale, attraverso l'integrazione di discipline naturali e speciali - un sistema di azioni che consente al docente di formare una metodologia di insegnamento.

È sicuro affermare che padroneggiare il corso di fisica generale da parte dei futuri ingegneri è la base che consentirà loro non solo di padroneggiare con successo discipline tecniche e speciali generali, ma anche di padroneggiare una delle attività principali per uno specialista in questo settore della formazione: attività di progetto.

Come mostra l'analisi della letteratura scientifica e pedagogica, diversi autori distinguono fasi del design come "modellazione grafica dell'oggetto di design", "elaborazione di schemi principali e di progettazione", "sviluppo di soluzioni di design per il prodotto e (o) i suoi componenti". Confrontando le fasi principali della risoluzione dei problemi in fisica, si può affermare che le azioni per elaborare un modello grafico e fisico della situazione, l'identificazione dei cambiamenti che si verificano con l'oggetto della ricerca, la scelta e la fondatezza di leggi e teorie per la sua descrizione, sono simili alle fasi delle attività di progettazione.

Organizzazione del processo di formazione di un ingegnere utilizzando il metodo della progettazione end-to-end degli oggetti attività professionale consente di aumentare notevolmente l'interesse degli studenti per l'insegnamento della fisica, grazie ad una chiara comprensione della necessità e dell'importanza della conoscenza fisica nella futura attività professionale.

I nostri studi precedenti hanno dimostrato l'importanza dell'utilizzo del metodo del progetto nella preparazione di specialisti competitivi. È stato formato, testato e introdotto nel processo educativo un modello organizzativo e pedagogico di progetti professionalmente significativi per i corsi di laurea junior. È dimostrato che per l'uso di successo di questo metodo è l'orientamento del processo educativo verso la formazione di abilità nelle attività di progetto e la cooperazione attiva con gli insegnanti di corsi speciali di discipline, cioè la creazione di connessioni interdisciplinari della fisica con discipline tecniche e speciali generali.

Sviluppato, testato e introdotto nel sistema formativo progetti interattivi professionalmente significativi di corsi di educazione generale in fisica per l'organizzazione del design end-to-end al fine di familiarizzare con la ricerca fondamentale, gli ultimi sviluppi innovativi e le tecnologie, stabilire collegamenti interdisciplinari tra fisica e discipline tecniche e speciali generali.

Alla facoltà di costruzione dell'IRNITU, molte specialità sono legate alle tecnologie dell'acqua. Dai primi anni formiamo studenti junior nelle attività di progetto. Associamo i temi dei progetti delle matricole con l'approvvigionamento idrico e le tecnologie igienico-sanitarie.

L'introduzione di questo metodo nel processo educativo consentirà agli studenti di affrontare con successo progetti di corsi e diplomi, stimola il processo di sviluppo professionale, auto-sviluppo e attività creativa. Le tematiche per le attività progettuali della prima fase sono coerenti con i dipartimenti di laurea, questo consente di stabilire connessioni interdisciplinari tra fisica e discipline tecniche e speciali generali, fornendo così una formazione diretta professionalmente utilizzando il metodo della progettazione end-to-end.

Di norma, gli argomenti finali del progetto sono associati a oggetti di vita reale, a seguito dei quali le conoscenze acquisite durante lo studio del corso di fisica verranno utilizzate in ulteriori attività professionali.

Pertanto, sono stati sviluppati progetti professionalmente significativi di corsi di istruzione generale dell'università e inclusi nel sistema di formazione per l'organizzazione della scuola di design end-to-end - università al fine di familiarizzare con la ricerca fondamentale, gli ultimi sviluppi innovativi e le tecnologie, la creazione di collegamenti interdisciplinari tra fisica e discipline tecniche e speciali generali.

Si consiglia di avviare una progettazione trasversale tra gli studenti delle scuole al fine di attrarre laureati di talento per entrare nell'università, dove possono continuare le loro attività di progetto nello studio di discipline speciali.

Gli autori degli sviluppi progettuali suggeriscono di partire dal primo corso di studi. In realtà, questo sarà il secondo semestre del primo anno di studio, quando gli studenti acquisiranno già familiarità con le discipline, le materie, gli insegnanti e la stessa metodologia di conduzione delle classi nell'istruzione superiore e potranno realizzare il ruolo del design trasversale nel processo di apprendimento.

La fisica all'IRNITU inizia dal primo semestre. Naturalmente, è difficile organizzare il design end-to-end dal primo mese di studio; poche persone decideranno sulla loro futura specializzazione, perché in base alla loro specialità, vengono distribuiti nel 2 ° anno di studio. Allora è già possibile parlare della progettazione del corso e del diploma e introdurre la progettazione end-to-end. Crediamo che sia necessario iniziare la progettazione end-to-end con attività progettuali nella ricerca applicata delle leggi fisiche o su altri argomenti più vicini alle specialità tecniche, cosa che stiamo facendo ormai da dieci anni.

Se nei primi mesi di formazione gli studenti universitari sono organizzati per lo sviluppo di attività di progetto in fisica applicata, allora i compiti di progettazione end-to-end saranno risolti con maggior successo.

Sono iniziati i lavori di progettazione end-to-end con gli studenti dell'Istituto di architettura e costruzione in fisica applicata.

Abbiamo sviluppato, testato e organizzato la prima fase (motivazionale) dell'insegnamento della fisica orientato professionalmente utilizzando il metodo della progettazione end-to-end di oggetti di attività professionale, a seguito della quale:

si creano le condizioni per l'auto-sviluppo dell'attività creativa degli studenti;
si formano competenze professionali;
costruire relazioni tra insegnanti di discipline affini;
aumenta la necessità di sviluppo professionale;
comprende la necessità di studiare fisica per risolvere futuri problemi professionali;
lo studente padroneggia le fasi dell'attività del progetto.

Riferimento bibliografico

Shishelova T.I., Konovalov N.P., Bazhenova T.K., Konovalov P.N., Pavlova T.O. ORGANIZZAZIONE DELLA PROGETTAZIONE COMPLETA DI OGGETTI DI ATTIVITÀ PROFESSIONALE PRESSO IL DIPARTIMENTO DI FISICA IRNITU // International Journal of Experimental Education. - 2016. - N. 12-1. - S. 87-88;
URL: http://expeducation.ru/ru/article/view?id\u003d10802 (data di accesso: 04/01/2020). Portiamo alla vostra attenzione le riviste pubblicate dalla "Academy of Natural Sciences"

In alternativa ai tradizionali metodi di progettazione dell'abbigliamento, i cosiddetti metodi esatti (ingegneristici) sono stati proposti da tempo, in particolare, il metodo di progettazione volumetrica di un prodotto su un manichino, seguito dall'ottenimento di sweep di parti in una rete Chebyshev. Attualmente, può essere implementato tecnicamente con successo utilizzando la computer grafica tridimensionale interattiva (3D). Tuttavia, questo approccio alla progettazione avrà un'applicazione limitata per molto tempo a causa della difficoltà di modellazione matematica delle proprietà dei materiali. Queste difficoltà sono particolarmente grandi quando si progettano indumenti di protezione termica realizzati con materiali compositi. Pertanto, l'applicazione del design tridimensionale di abbigliamento è attualmente utilizzata solo per indumenti con forme morbide. Gli sweep risultanti richiedono comunque una revisione mediante il tradizionale design planare. Se gli algoritmi per risolvere il problema diretto - ottenere una superficie che si dispiega dal suo modello tridimensionale - sono noti in linea di principio, allora il problema inverso - ottenere un modello tridimensionale da un dispiegamento esistente da un tessuto - non è attualmente risolto. Questa circostanza inoltre non consente di realizzare appieno i vantaggi della progettazione volumetrica, a noi noti in altri ambiti di applicazione CAD. Un altro modo per formalizzare parzialmente il passaggio da uno schizzo a un disegno di modelli può essere una sintesi combinatoria di uno schizzo tecnico di un modello di abbigliamento da elementi tipici di informazioni grafiche, che servono come chiave per cercare nel database gli elementi corrispondenti del disegno di progetto. Il concetto di "calcolo combinatorio" era originariamente associato a una branca della matematica che studia il posizionamento e la posizione relativa di un insieme finito di oggetti di natura arbitraria come parte di un tutto. Un chiaro esempio dell'applicazione delle leggi della combinatoria alla progettazione di vari oggetti tecnici è l'aggregazione (progettazione modulare), che consiste nel creare vari prodotti assemblandoli (assemblandoli) da un numero limitato di parti standard o unificate e assemblaggi con intercambiabilità geometrica e funzionale.

Uno schizzo tecnico utilizzato nel processo di progettazione insieme a uno creativo è un'immagine lineare o, meno spesso, lineare-coloristica di un prodotto sulla figura di un potenziale consumatore - a una certa scala, in due o quattro proiezioni ortogonali: anteriore, posteriore, destra e sinistra (per asimmetriche complesse Modelli). Questo tipo di schizzo è caratterizzato da una trasmissione chiara e inequivocabile delle proporzioni della figura umana, delle dimensioni e della posizione relativa di tutti gli elementi del disegno strutturale e decorativo del modello. Il disegno tecnico in una forma capiente e visiva contiene informazioni sul design, i materiali e la tecnologia di produzione pianificata del modello: in una certa misura, agisce come un analogo del disegno di assemblaggio di un prodotto nell'ingegneria meccanica.

In accordo con i principi della modellazione combinatoria, uno schizzo tecnico può essere visto come un complesso sistema gerarchico di segni grafici speciali (simboli), da cui è composta una descrizione dell'aspetto del modello. Pertanto, può essere utilizzato come base per un linguaggio grafico universale, con l'aiuto del quale un oggetto di design viene descritto in un sistema CAD integrato di abbigliamento. Per collegare lo schizzo tecnico generato in modo interattivo con il disegno del progetto del prodotto, si propone di creare un database unificato (integrato) contenente elementi strutturali coordinati del design e del design del prodotto. Il database integrato dovrebbe includere libri di riferimento di soluzioni tipiche per elementi di immagini grafiche "Schizzo" e "Disegno di costruzione", nonché informazioni sulla loro corrispondenza reciproca.

Le soluzioni tipiche dei libri di riferimento possono servire come "mattoni" iniziali per la sintesi combinatoria di nuovi modelli in modalità interattiva e come analoghi (prototipi) nello sviluppo di soluzioni originali di elementi. Apparentemente, quando uno schizzo è formato da elementi tipici che hanno piena intercambiabilità, è possibile ottenere automaticamente disegni di progetto per nuovi modelli. In altri casi, quando si forma un progetto di prodotto secondo uno schizzo, richieste aggiuntive al progettista e (o) la successiva "messa a punto" delle strutture risultanti sono richieste dai mezzi usuali del sottosistema di progettazione. L'approccio proposto richiede un affinamento significativo in termini di chiarimento dei metodi di presentazione delle informazioni nel database sugli elementi tipici di uno schizzo e struttura e le relazioni tra loro. La questione di chi, dove e come svilupperà guide per vari assortimenti, tenendo conto della moda in rapida evoluzione, rimane irrisolta. Allo stesso tempo, questa forma di presentazione delle informazioni sulle soluzioni di progettazione tipiche (o analogiche) può avere vantaggi significativi rispetto alla struttura del record "Modello (gruppo di modelli) - Modello" tradizionalmente utilizzato nei sistemi CAD di cucitura. In primo luogo, ha una maggiore flessibilità dovuta a una strutturazione più profonda (fino al livello di slice e sezioni di slice), quindi, a parità di soluzioni progettuali tipiche, si possono ottenere molti più derivati. In secondo luogo, un tale record è più intellettuale, poiché contiene informazioni non solo sulla presenza di determinati elementi nel tutto, ma anche sulle loro interrelazioni e posizione l'una rispetto all'altra. La ricerca sugli ultimi approcci al design dell'abbigliamento mostra che sono più efficaci del tradizionale processo di progettazione dell'aereo per una serie di casi di design specifici, ma meno versatilità. Ognuno di loro ha i suoi vantaggi e svantaggi, che limitano la portata di questo approccio (metodo).

Il modo ottimale per risolvere questo problema potrebbe essere la creazione di un sottosistema di progettazione multifunzionale integrato che implementa le direzioni di automazione più promettenti dell'approccio tradizionale alla progettazione di modelli, nonché nuovi metodi promettenti di progettazione end-to-end. In questo caso, il problema della scelta di uno dei modi alternativi per risolvere i problemi di progettazione può essere risolto al livello di determinazione della configurazione del sottosistema durante la sua installazione o durante il processo di progettazione. In quest'ultimo caso, la selezione interattiva del percorso di progettazione ottimale è una componente della tecnologia dell'informazione per la progettazione di abbigliamento end-to-end. Un aspetto importante della creazione di un sottosistema di progettazione integrato è anche la presenza di una base informativa sviluppata al suo interno, che garantisce l'implementazione delle procedure di progettazione di base senza che il progettista si rivolga a ulteriori fonti di informazione: documentazione di progettazione, normativa e di riferimento e altra documentazione presentata su carta.

Per identificare l'essenza dell'attività professionale di un ingegnere civile, l'articolo prende in considerazione i concetti di "progettazione" e attività di "progettazione". Per preparare i futuri specialisti della costruzione per le attività di progettazione, il documento considera il metodo di progettazione end-to-end di oggetti di attività professionale. Questo metodo si basa sul principio dell'orientamento fondamentale e professionale, attuato attraverso l'integrazione di scienze naturali e discipline speciali. È anche dimostrato che il modello teorico del metodo di progettazione end-to-end di oggetti di attività professionale è un sistema di azioni che consentono all'insegnante di organizzare con maggiore successo il processo di insegnamento della fisica. Vengono evidenziate le fasi principali del metodo di progettazione end-to-end di oggetti di attività professionale, sull'esempio dello studio di un corso di fisica generale.

design

attività di progettazione

progettazione end-to-end

formazione professionale diretta.

1. Livello educativo statale dell'istruzione professionale superiore. Direzione di uno specialista certificato 653500 "Costruzione" [Testo]: GOST VPO 653500 - 2000. - Introdotto-2000 - 02 - 03 - M. - 2000. - 60 p.

2. Jones, JK Design Methods [Testo] / JK Jones. - 2a ed., Aggiungi. - M .: Mir, 1986 - 326 p., Ill. - Titolo 1a edizione: Ingegneria e Art Design.

3. Sazonov, VB Sulla questione della costruzione del concetto di design [Testo] / VB Sazonov // Atti di VNIITE. Estetica tecnica. Problema 8. (Cap. 13).

4. Dizionario della lingua russa [Testo]. - M .: lingua russa, 1987 - T. 3. - 752 p.

5. Standard educativo statale federale dell'istruzione professionale superiore in direzione della preparazione 270800 Edilizia (qualifica (laurea) "bachelor") [Testo]: FGOST 270800 - 2010. - Approvato 2010 - 18 - 01. - M. - 2010. - 32 p. ...

6. Dizionario filosofico. Enciclopedia dei termini filosofici online http://www.onlinedics.ru/slovar/fil/t/proektirovanie.html Design (data di accesso: 16.03.2012).

7. Un ampio dizionario sociologico esplicativo di termini online http://www.onlinedics.ru/slovar/soc/t/proektirovanie.html (data di accesso: 16.03.2012).

8. Kurbatov V. I., Kurbatov O. V. Design sociale: Tutorial [Risorsa elettronica]. - Rostov n / a: Phoenix, 2001 - 416 p. - S.6-68. - Modalità di accesso: http://socpedagogika.narod.ru/Proektirovanie.html (data di accesso: 16.03.2012).

In connessione con il passaggio alla formazione a due livelli nel sistema di istruzione professionale superiore, da un lato, e l'aumento dei requisiti professionali per il futuro specialista, dovuto all'ordine sociale, dall'altro, porta alla ricerca di nuovo di più metodi efficaci formazione di ingegneri civili. L'analisi dei requisiti formulati nella FSES HPE di seconda generazione sotto forma di qualifiche e di terza generazione sotto forma di elenco di competenze ci consente di affermare che uno dei principali tipi di attività professionale degli specialisti nel campo delle costruzioni (ingegneri, laureati, maestri) è l'attività di progettazione. Così, ad esempio, nell'FGOS VPO di seconda generazione per la direzione 653500 - "Costruzione" è stato detto che il futuro ingegnere civile dovrebbe "partecipare alla realizzazione delle soluzioni e dei progetti sviluppati, alla costruzione, installazione, messa in servizio, collaudo e messa in servizio dei prodotti, oggetti, sistemi e strutture di ingegneria, per condurre indagini e rilievi ingegneristici necessari per lavori di progettazione per la produzione di materiali e prodotti, per la costruzione, ricostruzione e riparazione di impianti e sistemi e strutture di ingegneria per la formazione di ingegneri civili ... ".

Secondo i nuovi standard educativi della terza generazione, contenenti la formazione in due fasi, un laureato in direzione della formazione "Edilizia" (bachelor) deve avere significative competenze professionali, quali: indagini di ingegneria, tecnologia di progettazione di parti e strutture in conformità con termine di paragone utilizzando layout software standard applicati, di progettazione e grafici; condurre uno studio di fattibilità preliminare dei calcoli di progettazione, sviluppo della documentazione tecnica di progettazione e di lavoro, registrazione del lavoro di progettazione completato, monitoraggio della conformità dei progetti sviluppati e della documentazione tecnica con l'attività, gli standard, le specifiche tecniche e altri documenti normativi; la capacità di applicare le leggi di base delle discipline delle scienze naturali, nonché i metodi di analisi e modellazione matematica, la ricerca teorica e sperimentale nella progettazione e le attività professionali.

Pertanto, i mutati requisiti di qualifica per la formazione di un ingegnere civile, secondo lo standard educativo statale federale di istruzione professionale superiore della terza generazione, e lo sviluppo insufficiente di metodi per il coordinamento delle scienze naturali, delle discipline professionali generali e delle discipline di specializzazione nell'insegnamento agli studenti nelle attività di progettazione determinano la rilevanza della nostra ricerca. Scopo della ricerca è sviluppare un metodo per la formazione dei fondamenti delle attività di progettazione nelle lezioni di fisica, basato sull'integrazione tra educazione generale e discipline speciali.

Per cercare nuovi approcci per la formazione dei futuri ingegneri civili in attività professionali (di progettazione) in lezioni di fisica, chiariremo il concetto di attività di "progettazione", "progettazione" e "progettazione".

Il design come forma di attività umana non è una novità, poiché già dal XVIII secolo iniziarono a formarsi i principali tipi di attività ingegneristica: invenzione, design ed elementi di design. Inizialmente, il concetto di "design" era direttamente associato alle attività dei disegnatori e alla necessità di riproduzione grafica delle idee creative. Con lo sviluppo della produzione, il concetto di "design" è diventato sempre più complicato. Ora, oltre a eseguire lavori di disegno, la progettazione includeva l'organizzazione di attività di progettazione, calcoli, selezione dei materiali più ottimali per strutture o sistemi di ingegneria futuri. Come campo di attività indipendente, il design diventa successivo, quando c'è una separazione dei compiti tra architetti e costruttori: gli architetti sono responsabili dello sviluppo dell'aspetto esterno della struttura, del calcolo dei principali parametri tecnici e della realizzazione di disegni, mentre i costruttori si occupano solo di concretizzare queste idee ingegneristiche.

Attualmente, le idee di design si sono diffuse in varie attività: design design (sintesi di design tecnico e artistico), design pedagogico, design sociale, ecc. Il design è diventato stilistico modulo pensiero moderno, una delle caratteristiche tipologiche più importanti della cultura moderna in quasi tutti i suoi principali aspetti legati all'attività creativa umana.

Il concetto centrale e il risultato finale del progetto è un progetto, il cui contenuto oggetto è: 1) un piano sviluppato per creare qualcosa, inclusa una descrizione, disegni, layout, ecc.; 2) testo preliminare di qualsiasi documento sottoposto a discussione, approvazione; 3) concetto, piano d'azione.

Per identificare l'essenza delle attività di progettazione ingegneristica, anche l'interpretazione del concetto di "progettazione" dovrebbe essere dettagliata:

il processo di creazione di un prototipo, un prototipo di un oggetto potenziale o possibile, stato, attività specifica, il cui risultato è una determinazione scientifico-teorica e praticamente fondata di opzioni per lo sviluppo previsto e pianificato di nuovi processi e fenomeni;
prevedere l'attuazione di qualcosa, un presupposto, un prerequisito per fare qualcosa, organizzare; processo di costruzione;
attività di creazione di progetti. Il design è caratterizzato da due punti: la natura ideale dell'azione e il suo focus sulla creazione di qualcosa nel futuro;
una delle forme di riflessione anticipatoria della realtà, il processo di creazione di un prototipo (prototipo) di un presunto oggetto, fenomeno o processo mediante metodi specifici.

Il design è una forma specifica di manifestazione della funzione predittiva del management, quando viene creata una possibile immagine di un materiale futuro o di una realtà ideale. Lo scopo del design è una tale trasformazione della realtà, quando vengono creati oggetti, fenomeni o processi che corrisponderebbero alle proprietà desiderate;

5) il processo che avvia i cambiamenti nell'ambiente costruito.

Si può vedere che il significato del concetto di "design" può variare in un ampio intervallo, ma parte integrante dell'attività di progettazione di un futuro ingegnere è l'attività creativa volta a creare il risultato finale sotto forma di un oggetto (sistema) idealizzato incarnato nella realtà. La creazione di un progetto richiede allo studente non solo la conoscenza delle basi del design, ma anche la capacità di selezionare il meglio opzioni ottimali soluzioni all'uno o all'altro problema che sorge nel processo di progettazione. A questo proposito, l'attività creativa è strettamente intrecciata con le attività scientifiche e di ricerca. È la sapiente combinazione di questi tipi di attività che aiuta lo studente a preparare un progetto ad alto livello professionale. Riassumendo tutte le interpretazioni ponderate del concetto di "design", possiamo concludere che il design è uno dei tipi di attività di ingegneria, inteso come un sistema mirato passo-passo di azioni creative per creare un oggetto potenziale (diploma e progettazione del corso, struttura ingegneristica, sistema o struttura) isolando e trasformando gli elementi correlati dell'oggetto previsto.

La preparazione di uno studente per attività di progettazione ingegneristica è associata allo studio di discipline professionali generali e speciali finalizzate alla formazione di conoscenze, abilità e abilità professionali. Tuttavia, nonostante l'importanza delle principali discipline nell'attuazione del progetto di laurea, per la padronanza di maggior successo dei metodi di progettazione, è necessario introdurre elementi di attività di progettazione nel processo educativo già negli anni junior quando si studiano discipline dell'istruzione generale.

Strettamente legati al concetto di "design" sono concetti quali "design" e attività di "design". Nella letteratura scientifica e pedagogica, i concetti di "design" e "design" sono molto spesso considerati come vicini nel significato, poiché ogni tipo di attività è finalizzata all'ottenimento di un risultato finale ideale. Il risultato delle attività di progettazione è un'immagine olistica di un edificio, sistema o struttura. Le abilità per creare una tale immagine si formano negli studenti, principalmente nello studio di discipline speciali. Nel nostro studio prenderemo in considerazione l'attività di progettazione, che consiste nel dettagliare il disegno complessivo del progetto. L'attività di progettazione è un sistema di azioni per risolvere una moltitudine di piccoli compiti (elementi) di contenuto molto diverso, ognuno dei quali è determinato da una varietà di condizioni, vincoli e criteri. Ciascuna di queste attività è un'attività integrata associata a un vero oggetto di design.

Pertanto, quanto sopra ci consente di concludere che la progettazione e, di conseguenza, le attività di progettazione sono uno dei tipi di attività professionali di uno specialista nella direzione "Costruzione". Ecco perché è necessario fin dai primi giorni di permanenza degli studenti all'università creare le condizioni affinché possano padroneggiare gli elementi dell'attività di progettazione. Riteniamo che ci siano condizioni necessarie e sufficienti per questo, poiché, secondo il principio di unità della componente fondamentale e professionale della formazione di specialisti, la conoscenza fisica costituisce la base scientifica (teorica) di quasi tutte le discipline tecniche e speciali generali per gli studenti del profilo di ingegneria e costruzione. Formazione questo tipo le attività dovrebbero essere organizzate in fasi, mentre il collegamento tra le fasi (moduli, passaggi) dovrebbe essere fornito dalla comunicazione interdisciplinare e permeare l'intero processo di insegnamento della disciplina all'università. Un metodo simile per creare un oggetto è molto diffuso nella creazione (design) di CAD e oggetti da costruzione, architettura, ecc. ed è chiamata "tecnologia di progettazione end-to-end". La tecnologia di progettazione end-to-end è il trasferimento dei risultati di una fase di progettazione alla fase successiva in un unico ambiente di progettazione, mentre le modifiche apportate in qualsiasi fase devono riflettersi in tutte le parti del progetto. Questa tecnologia consente di collegare insieme tutte le fasi della costruzione di un oggetto, dall'impostazione di un'attività alla preparazione della documentazione tecnica. La tecnologia di progettazione end-to-end, a nostro avviso, può servire come base teorica per organizzare la formazione fisica per i futuri ingegneri civili.

All'istituto di ingegneria civile di Astrakhan, il processo di formazione di un ingegnere si basa sul metodo di progettazione end-to-end di oggetti di attività professionale.

Il metodo di progettazione end-to-end degli oggetti dell'attività professionale di un ingegnere civile è un sistema di azioni multilivello per l'attuazione di un progetto di corso / diploma basato sull'integrazione della fisica e delle principali discipline, compresa l'identificazione di connessioni interdisciplinari e modalità della loro attuazione in ogni fase della formazione in un'università edile.

Evidenziamo le fasi principali del metodo di progettazione end-to-end di oggetti di attività professionale di un ingegnere civile:

Sviluppo dell'argomento del progetto di diploma (corso) (argomento del futuro lavoro di progettazione gli studenti scelgono insieme al docente nel primo anno).
Selezione delle condizioni necessarie per la realizzazione dell'oggetto proiettato (fattori climatici dell'area di sviluppo, sismicità di quest'area, selezione del materiale appropriato, ecc.).
sviluppo di un modello di un oggetto proiettato: nelle lezioni di fisica, gli studenti vengono introdotti a metodi di calcolo approssimativi, ad esempio, le caratteristiche dinamiche di un edificio o di una struttura di progetto, utilizzando modelli fisici.
Preparazione per lo sviluppo collaborativo distribuito. In questa fase, il progetto finale è suddiviso in piccoli “compiti end-to-end” (sottoprogetti), ognuno dei quali contiene al momento iniziale un oggetto del modello semplificato e per il quale sono richiesti ulteriori dettagli.
Creazione di un apparato concettuale. Quando completa ogni "compito end-to-end" separato, lo studente, quando studia ogni disciplina, forma conoscenza necessaria... In questa fase, lo studente impara in modo intelligente e indipendente a utilizzare la letteratura scientifica, mentre considera questo processo non solo come la capacità di trovare i dati di riferimento necessari, ma anche come la capacità di eliminare una certa incompletezza delle condizioni durante la risoluzione di un problema di progettazione.
dettagliare i singoli blocchi dell'oggetto progettato ai componenti sintetizzati.
formazione dell'oggetto delle attività di progettazione. In questa fase, ha luogo lo sviluppo finale del progetto di diploma e la sua difesa.

Il modello teorico del metodo di progettazione end-to-end di oggetti di attività professionale è un sistema di azioni che consentono all'insegnante di organizzare il processo di insegnamento della fisica in modo tale da insegnare allo studente come risolvere i problemi professionali, sulla base delle conoscenze fisiche:

Istituzione di collegamenti interdisciplinari tra fisica e discipline tecniche e speciali generali, che consentiranno di stabilire "inclusioni" di fisica nella progettazione di oggetti tecnici e costruttivi.
Sviluppo di incarichi creativi e professionalmente significativi.

Per attuare questa fase, abbiamo formulato i requisiti di base a cui devono rispondere compiti professionalmente significativi: a) i compiti devono mostrare le possibilità di utilizzare il materiale fisico studiato nelle attività pratiche di un futuro ingegnere; b) i compiti dovrebbero essere correlati a oggetti reali dell'attività professionale, ad es. quando risolvono questi problemi, gli studenti non hanno a che fare con oggetti fittizi e astratti, ma con oggetti concreti incontrati in attività professionali; c) i compiti dovrebbero essere associati alle discipline tecniche generali e speciali; d) i compiti dovrebbero sviluppare l'attività cognitiva, creativa e inventiva degli studenti.

3. Organizzazione dell'insegnamento professionale orientato alla fisica con il metodo della progettazione end-to-end di oggetti di attività professionale:

Fase I - motivazionale: è necessario che ogni studente senta la necessità della fisica per risolvere futuri problemi professionalmente significativi. Quando studia nuovo materiale nelle lezioni, l'insegnante formula una situazione problematica che si verifica nell'attività professionale, e insieme agli studenti identifica l'essenza fisica e delinea i modi per risolvere questo problema, sulla base di teorie fisiche.

Fase II - preparatoria: la formazione in questa fase viene svolta in lezioni pratiche e di laboratorio. Tuttavia, gli argomenti del lavoro di laboratorio includono anche elementi di formazione professionale diretta. In questa fase, lo studente accumula competenze nell'implementazione del metodo di progettazione end-to-end di oggetti di attività professionale in una forma specifica in vari argomenti del corso di fisica universitaria.

Fase III - metodologica (principale): c'è una selezione, assimilazione e generalizzazione del metodo. In questa fase lo studente, già rendendosi conto della necessità e del significato della conoscenza fisica per la futura attività professionale, organizza la sua attività in tutte le varie forme di ricerca, progettazione, attività di pensiero. La base qui è l'assimilazione sia della conoscenza che dei metodi di assimilazione stessi, lo sviluppo delle forze cognitive e il potenziale creativo dello studente. Una caratteristica essenziale del metodo è la decisiva evidenziazione del fatto che lo studio della fisica diventa richiesto dagli studenti per risolvere problemi pratici nella loro specialità.

Fase IV - la fase di attività indipendente sull'uso diffuso di questo metodo nella progettazione di corsi e diplomi e loro difesa.

L'introduzione di questo metodo nel processo educativo, organizzato dal 2008, ha dimostrato che gli studenti affrontano con maggiore successo progetti di semestre e diploma e padroneggiano più pienamente le tecniche di progettazione di base, ma allo stesso tempo utilizzano leggi e fenomeni fisici fondamentali durante lo svolgimento di questa attività.

Pertanto, il metodo di progettazione end-to-end di oggetti di attività professionale consente di rafforzare l'enfasi sull'aggiornamento e lo stimolo dello studente al suo sviluppo professionale, creando condizioni speciali per lui per lo sviluppo personale e l'aumento del potenziale creativo.

Revisori:

Irina Aleksandrovna Krutova, dottore in scienze pedagogiche, professore del dipartimento di fisica teorica e metodi di insegnamento della fisica, Astrakhan State University, Astrakhan.
Mirzabekova Olga Viktorovna, Dottore in Scienze Pedagogiche, Professore Associato, Professore del Dipartimento di Fisica, FSBEI HPE Astrakhan State Technical University, Astrakhan

Riferimento bibliografico

Soboleva V.V. BASI TEORICHE DEL METODO DELLA PROGETTAZIONE PASSANTE DEGLI OGGETTI DELL'ATTIVITÀ PROFESSIONALE DI UN INGEGNERE DELLE COSTRUZIONI DURANTE LO STUDIO DEL CORSO DI FISICA GENERALE // Problemi moderni della scienza e dell'educazione. - 2012. - N. 3.;
URL: http://science-education.ru/ru/article/view?id\u003d6227 (data di accesso: 04/01/2020). Portiamo alla vostra attenzione le riviste pubblicate dalla "Academy of Natural Sciences"

Altium Designer: progettazione end-to-end di unità funzionali di FER su circuiti stampati (2a edizione)

V. Yu. Sukhodolsky Letteratura educativa Guida allo studio (BHV)

Il libro è dedicato alla progettazione di unità funzionali radioelettroniche nell'ambiente Altium Designer. Vengono descritti la composizione, la configurazione e i metodi di base per lavorare nell'ambiente Altium Designer. Vengono trattati in dettaglio le questioni di formazione e modifica di circuiti elettrici, sviluppo di circuiti stampati e tracciamento di cablaggi stampati.

Le peculiarità dell'implementazione del progetto basata su microcircuiti FPGA sono considerate separatamente, compresa la programmazione e il debug della logica FPGA sullo stand di debug NanoBoard. Notevole attenzione è riservata alla simulazione del circuito. Vengono fornite le informazioni necessarie sull'utilizzo delle librerie, sull'interazione con database esterni, sul sistema di controllo della versione e sull'esportazione dei risultati.

Nella seconda edizione, viene ampliato e aggiornato il materiale relativo alla formazione di documenti schematici, tracciamento interattivo di circuiti stampati, formazione di progetti multicanale e multivariati, vengono evidenziate le basi della programmazione di script in ambiente Altium Designer, vengono descritte le nuove funzioni di Altium Designer - il design di circuiti stampati flessibili-rigidi e il posizionamento di componenti nascosti sugli strati interni del PCB.

La particolarità del libro è la presentazione del materiale dal punto di vista del design del prodotto end-to-end, dalla creazione di un nuovo progetto al rilascio della documentazione di progettazione per ESKD e la formazione delle informazioni di controllo per le apparecchiature di produzione automatizzate.

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Descritto di più strumenti efficaci lavorare nel programma ArchiCAD 11, formando l'insieme necessario e sufficiente per risolvere la maggior parte dei problemi pratici della progettazione degli edifici. Il libro si rivolge a utenti di vari livelli, inclusi coloro che non hanno le competenze per utilizzare ArchiCAD 11 per eseguire lavori di progettazione nel campo delle costruzioni.

Un esempio trasversale di progettazione di edifici viene utilizzato per illustrare la tecnica di lavoro con ArchiCAD 11 e per praticare il consolidamento delle competenze. Tutti i suggerimenti e i trucchi del libro sono stati testati durante il processo di sviluppo progetti reali... Per un'ampia gamma di utenti.

SolidWorks 2007: tecnologia di modellazione 3D

Anatoly Sollogub Programmi Assente

Viene fornita la descrizione degli strumenti e della tecnologia della modellazione tridimensionale nella progettazione e costruzione di complessi tecnici complessi utilizzando il sistema di progettazione assistita da computer in sviluppo dinamico SolidWorks 2007. La tecnologia di progettazione viene mostrata utilizzando l'esempio del processo di sviluppo del design end-to-end per il veicolo di lancio di classe media più affidabile e popolare della famiglia Soyuz nella pratica mondiale ...

In sequenza, passando dal semplice al complesso, il lettore acquisirà padronanza delle capacità strumentali di base e dei metodi di costruzione di schizzi, parti, assiemi utilizzando SolidWorks. Per ingegneri e tecnici, progettisti, sviluppatori di strutture di ingegneria meccanica, nonché studenti e docenti delle università.

Sistemi aperti. DBMS n. 05/2013

Assente Sistema operativo e reti Sistemi aperti. DBMS 2013

In questo numero: Nuovi "computer su un modulo" Il successo dello sviluppo della tecnologia "computer su un modulo" ha dimostrato che questo concetto è promettente per la creazione di sistemi embedded per vari scopi. La fase successiva nello sviluppo di tali piattaforme era un sistema basato su processori ARM.

DevOps: nuovo approccio all'integrazione Il nuovo concetto di interazione tra sviluppatori e personale operativo IT ha lo scopo di insegnare a coloro che sono abituati a un isolamento profondo a lavorare insieme. Dallo sviluppo al funzionamento e ritorno nonostante l'abbondanza di materiali per lo sviluppo e il funzionamento sistemi di informazione, l'organizzazione dell'interazione efficace tra i reparti interessati rimane uno dei problemi più urgenti per i leader IT.

Quali problemi esistono oggi in quest'area? ITSM e business Oggi ITSM è uno degli standard de facto della gestione IT e la sua importanza non è messa in dubbio, ma solo una ristretta gamma dei suoi processi viene implementata con successo e questa situazione persiste in Russia da più di 10 anni.

Ci sono ragioni fondamentali alla base di questo, non solo la mancanza di maturità dell'utente. Protezione dei dati personali nei dispositivi mobili Quali meccanismi di sicurezza sono disponibili nei sistemi operativi e nelle applicazioni mobili e sono sufficienti? Cosa dovrebbero sapere gli utenti sui rischi dei dispositivi mobili e cosa dovrebbero sapere gli sviluppatori su come tenerne conto durante la creazione di applicazioni? Progettare un modello di processo aziendale I processi aziendali end-to-end sembrano inizialmente monolitici, ma in pratica possono dividersi in una rete di sottoprocessi interagenti, che possono causare errori nella progettazione dell'architettura di processo, complicando l'analisi dell'organizzazione e rendendola difficile da gestire.

Infografiche: dagli inizi ad oggi I nostri antenati, vestiti di pelli di animali, non conoscevano ancora la scrittura e furono costretti a lasciare messaggi-disegni sulle pareti delle grotte. Nell'era dei Big Data, faremo di nuovo qualcosa di simile. Dimentica la riservatezza dei dati personali Nel 2000, il capo di Sun Microsystems Scott McNealy disse: "Tutto, la riservatezza è ridotta a zero - è ora di lasciare tali pregiudizi nel passato".

Gli anni passati hanno confermato questa idea. e altro ancora.

Modelli di percorsi formativi nello sviluppo di sistemi di apprendimento a distanza

A. S. Dorofeev Programmi Informatica applicata. Articoli scientifici

Vengono discussi temi di attualità dello sviluppo di sistemi di apprendimento a distanza e corsi di formazione multimediale. Gli autori sottolineano la necessità di costruire modelli matematici appropriati, nonché di applicare un approccio orientato agli oggetti alla creazione di tecnologie educative dell'informazione.

Viene considerata la questione di un approccio sistematico alla modellazione del corso di formazione e del processo di apprendimento. La necessità di includere nel sistema formativo il concetto di "obiettivi di apprendimento", che determinano ciò che uno studente dovrebbe sapere ed essere in grado di fare dopo aver studiato il corso. La tecnica di modellazione proposta dagli autori si basa sull'utilizzo di reti di Petri e catene di Markov.

Vengono fornite le prove dell'efficacia dell'utilizzo di questo apparato matematico, nonché una descrizione del modello matematico corrispondente. Il software per l'automazione delle classiche reti di Petri Visual Petri viene utilizzato come toolkit.

Considera inoltre un approccio end-to-end alla progettazione e allo sviluppo di un sistema di formazione utilizzando vari modelli e strumenti CASE per l'analisi strutturale e orientata agli oggetti. Il sistema sviluppato è stato testato su un corso di formazione progettato dagli autori nella disciplina "Informatica e programmazione".

Sono finiti i giorni in cui, per sviluppare la topologia di un circuito stampato, il designer si armò di un foglio di carta, una matita appuntita, una gomma e accese la sua immaginazione spaziale. Questa attività era difficile, noiosa e improduttiva. Non è un caso, praticamente dal momento della sua creazione, si è cercato di adattare i computer per risolvere i problemi di progettazione. Di conseguenza, sono stati creati molti sistemi CAD (Computer-Aided Design) o CAD (Computer-Aided Design), incentrati sulla risoluzione di vari problemi di progettazione e costruzione. I sistemi CAD utilizzati per l'automazione della progettazione elettronica sono spesso abbreviati in EDA (EDA - Electronics Design Automation). In genere, il progetto EDA include un editor di circuiti e un editor PCB. Recentemente, tali sistemi includono sempre più strumenti di simulazione di circuiti elettrici che consentono di indagare sul funzionamento di un dispositivo elettronico prima ancora che sia incorporato nell'hardware.

Per quanto riguarda l'elettronica, negli anni '80 del secolo scorso, allora ancora designer sovietici, divenne disponibile l'eccellente CAD PCAD commerciale. Questo sistema CAD ha avuto un tale successo che per molti anni è diventato una sorta di standard industriale... Nonostante l'emergere di nuove generazioni di sistemi CAD e sistemi operativi, le versioni DOS PCAD 4 ... 8.7 sono ancora utilizzate attivamente in molti uffici di progettazione. Ciò è spiegato non solo dalle qualità positive del PCAD "dosovsky", ma anche dal fatto che per molti anni di utilizzo è stata accumulata una grande quantità di documentazione, librerie e il processo di progettazione e produzione è stato ottimizzato. Per i progettisti non gravati da tale bagaglio, sul mercato viene offerto un numero enorme di sistemi CAD, il cui elenco è in costante crescita. I moderni sistemi CAD automatizzano ancora di più il lavoro del progettista, consentono la collaborazione di molti progettisti, che garantisce risultati migliori in un periodo di tempo più breve.

Grazie alla crescente penetrazione dei computer in ambiti non professionali, nonché al loro utilizzo per l'insegnamento, questi ultimi sono diventati disponibili per un gran numero di designer e studenti non professionisti. Per designer non professionisti, in questo contesto, intendiamo coloro che si dedicano solo occasionalmente al design in relazione alle loro attività professionali o hobby.

Di solito i non professionisti cercano di utilizzare gli stessi sistemi CAD dei professionisti. Ma, non avendo un reddito finanziario speciale dalle loro attività, non possono permettersi di acquistare onestamente un costoso sistema CAD professionale (di solito, il costo dei sistemi CAD professionali e quindi commerciali raramente scende al di sotto di US $ 2000) e utilizzano varie versioni compromesse di sistemi CAD che si trovano su Internet. È chiaro che in questo caso si deve sopportare il lavoro instabile di tale software, mancanza di supporto tecnico e possibilità di infettare il computer con virus. Oltre a tutto quanto sopra, tale uso è semplicemente illegale!

Senza soffermarsi sull'aspetto morale dell'uso gratuito del software commerciale, richiamiamo l'attenzione dei non professionisti sul fatto che sulla stessa Internet si possono trovare molti sistemi CAD assolutamente gratuiti, che sono perfettamente in grado di risolvere tutti i problemi di uno sviluppatore non professionista. È anche importante che i sistemi CAD gratuiti generalmente consentano un apprendimento più rapido e una conoscenza meno professionale dell'utente. Ad esempio, il volume della documentazione per i principali sistemi CAD commerciali raggiunge migliaia di pagine, mentre una descrizione completa di molti sistemi CAD gratuiti può essere inserita in diverse pubblicazioni di riviste. Se non sei costantemente impegnato nel design, è meglio sfogliare qualche pagina di tanto in tanto che studiare ogni volta un grosso manuale!

Molto di quanto sopra si applica agli sviluppatori professionisti di piccole imprese in via di sviluppo, che sostengono costi elevati nella fase di formazione e quindi non sono in grado di acquistare software commerciale.

Facciamo una piccola panoramica software gratisprogettato per la progettazione di circuiti stampati. Esistono fondamentalmente due tipi su Internet programmi simili... Da un lato, tali programmi sono creati da varie società associate alla produzione di circuiti stampati o alla vendita di componenti e, dall'altro, dilettanti o gruppi di dilettanti sono impegnati nello sviluppo di tali programmi.

La prima categoria comprende programmi ben noti nell'ambiente amatoriale Express PCB [http://www.expresspcb.com/], Pad2Pad [http://www.pad2pad.com/] e Artista PCB [http://www.4pcb.com/free-pcb-layout-software/index.html]. Come molti programmi di questa classe, Express PCB, Pad2Pad e PCB Artist sono nati per promuovere i servizi delle loro aziende e quindi hanno ragionevoli limitazioni nel fatto che in uscita riceviamo un progetto in qualche formato proprietario, che possiamo inviare solo ad uno specifico produttore di circuiti stampati ... E questo non va bene. È vero, i dilettanti domestici raramente ordinano privatamente circuiti stampati sul lato. Di solito sono disegnati alla vecchia maniera a mano o utilizzando la tecnologia di stiratura laser. E poiché Express PCB, Pad2Pad e PCB Artist sono in grado di stampare risultati, a volte questo è sufficiente per la produzione artigianale di schede.

EDA DesignSpark PCB, che è apparso relativamente di recente, si distingue un po 'dai programmi di cui sopra. Pacchetto software DesignSpark PCB [http://www.designspark.com/] è stato lanciato nel luglio 2010 ed è stato sviluppato da RS Components, con sede a Corby, Regno Unito. Questo pacchetto software è completamente gratuito. Per attivare il programma è sufficiente una semplice e gratuita registrazione sul sito web dell'azienda. Allo stesso tempo, DesignSpark PCB non contiene alcuna restrizione né sul numero di elementi del circuito né sul tempo di utilizzo. A differenza dei programmi di cui sopra, DesignSpark PCB non cerca di legare gli utenti a un produttore specifico e genera file di output nei formati di produzione più diffusi Gerber, DXF, Excellon, IDF, LPKF. Questo programma ha un ottimo livello professionale e include tutti i componenti necessari come un editor di schemi e un editor di PCB. Nell'editor di schemi, l'utente può facilmente disegnare diagrammi e collegamenti. Allo stesso tempo, il diagramma può contenere molti fogli, collegati tra loro in un progetto completo. Quest'ultimo ha funzioni di layout automatico e routing automatico. Al momento, esiste una vasta comunità Internet di utenti di questo programma, dove tutti possono trovare supporto su questioni di interesse. DesignSpark PCB supporta simulatori popolari come LTSpice, LSSpice, TopSpice e TINA. Gli utenti hanno la possibilità di importare i propri progetti da questi programmi di progettazione PCB. L'interfaccia del programma include un calcolatore specializzato che consente di calcolare la larghezza e la resistenza dei binari, la densità di corrente ottimale e l'aumento di temperatura del binario, nonché la resistenza delle vie.

KiCad è costituito da un editor di schemi Eeschema, Editor di PCB Pcbnewe il visualizzatore Gerber Gerbview... Una piacevole sorpresa è che le opzioni del programma prevedono la lingua russa e c'è anche l'aiuto in russo. L'editor schematico fornisce la creazione di diagrammi gerarchici a foglio singolo, controllo delle regole elettriche (ERC), creazione di netlist per pcbnew o Spice. L'editor PCB prevede lo sviluppo di PCB contenenti da 1 a 16 strati di rame e fino a 12 strati tecnici (serigrafia, solder mask, ecc.), Generazione di file tecnologici per la produzione di circuiti stampati (file Gerber per fotoplotter, file di perforazione e file di posizionamento componenti), livelli di stampa in formato PostScript. Il visualizzatore Gerber ti consente di visualizzare i file Gerber.