Використання 3d-моделювання у підготовці фахівців із механічної інженерії

Abstract

Професійна підготовка фахівців галузі знань 13 Механічна інженерія у закладах вищої освіти України передбачає вивчення ряду дисциплін, спрямованих на формування графічної компетентності студентів. Сучасний стрімкий розвиток технологій та їхнє застосування у промисловості обумовлює залучення до начального процесу, крім засобів розвитку графічної компетентності, ще й інформаційно-технологічних засобів для удосконалення процесу набуття зазначеної компетентності та забезпечення її відповідності сучасному рівню технологічного розвитку. Для реалізації можливостей розробки та виготовлення товарів високої якості, принципово нових конструкцій з одночасним забезпеченням найкоротших термінів реалізації , необхідно навчити фахівців з механічної інженерії використовувати найновіші технології та алгоритми розробки і проєктування об’єктів, якими є технології 3D-моделювання та адитивні технології. У цій роботі, спираючись на освітні та навчальні програми, підручники, конспекти лекцій та методичних рекомендацій до проведення лабораторних робіт, видані різними закладами вищої освіти України, ми проаналізували сучасний рівень забезпечення формування у здобувачів освіти графічної грамотності, а саме навичок та умінь 3D-моделювання. Освітніми програмами передбачено різну кількість годин на опанування графічної компетентності та математичних засад моделювання для здобувачів освіти за спеціальностями в межах галузі знань 13 Механічна інженерія: у межах спеціальності 131 Прикладна механіка на рівні «Бакалавр» кількість годин коливається від 7% до 25%. При цьому здобувачі опановують графічну компетентність у межах загальноінженерних дисциплін: інженерна графіка та комп’ютерна графіка. У процесі вивчення математичних дисциплін здобувачі набувають знань з математичних основ моделювання, а в процесі вивчення спеціальних інженерних дисциплін майбутні фахівці отримують знання та навички з каркасного, поверхневого, твердотільного та небагатообразного 3D-моделювання, текстурування, освітлення, анімації та візуалізації або рендеренгу. Незалежно від конкретної освітньої програми дисципліни з вивчення 3D-моделювання перш за все сприяють розвитку просторового, абстрактного і творчого мислення, а також розвитку навичок моделювання та його використання для вирішення конкретних інженерних задач. The professional training of specialists in the field of knowledge 13 Mechanical Engineering in higher education institutions of Ukraine involves the study of a number of disciplines aimed at developing students' graphic competence. The current rapid development of technologies and their application in industry necessitates the involvement in the initial process, in addition to the means of developing graphic competence, also information technology tools to improve the process of acquiring this competence and ensure its compliance with the current level of technological development. In order to realize the possibilities of developing and manufacturing high quality goods, fundamentally new designs while ensuring the shortest possible implementation time, it is necessary to teach mechanical engineering specialists to use the latest technologies and algorithms for the development and design of objects, such as 3D modelling and additive technologies. In this paper, based on educational and training programmes, textbooks, lecture notes, and guidelines for laboratory work issued by various higher education institutions in Ukraine, we have analysed the current level of graphic literacy, namely 3D modelling skills and abilities, among students. Educational programmes provide for a different number of hours for mastering graphic competence and mathematical foundations of modelling for students in the specialities within the field of knowledge 13 Mechanical Engineering: within the speciality 131 Applied Mechanics at the Bachelor's level, the number of hours varies from 7% to 25%. At the same time, applicants acquire graphic competence within the general engineering disciplines: engineering graphics and computer graphics. In the process of studying mathematical disciplines, students acquire knowledge of the mathematical foundations of modelling, and in the process of studying special engineering disciplines, future specialists acquire knowledge and skills in wireframe, surface, solid and non-multi-dimensional 3D modelling, texturing, lighting, animation and visualisation or rendering. Regardless of the specific educational programme, 3D modelling disciplines primarily contribute to the development of spatial, abstract and creative thinking, as well as the development of modelling skills and its use to solve specific engineering problems.