Формирования ИКТ-компетенции будущих специалистов швейной отрасли средствами САПР Грация

Информационные технологии появились в швейном производстве более сорока лет назад, когда в 1967 году Джозеф Гербер представил раскройный автомат Gerber Cutter System 70 [1]. Широкое распространение систем автоматизированного проектирования (САПР) одежды стало возможным после появления в 90-х годах ХХ века компьютеров IBM PC. Сегодня невозможно представить специалиста по проектированию и изготовлению одежды, не владеющего информационными технологиями создания конструкций швейных изделий. До недавнего времени ИКТ-компетенция считалась неотъемлемой составляющей квалификационной характеристики преимущественно специалистов с высшим образованием – конструкторов и технологов. Повсеместное внедрение информационных технологий создает ситуацию, при которой большинство выпускников профессиональнотехнической школы будут работать на предприятиях, использующих САПР, а многие – на рабочих местах, оснащенных компьютеризированной техникой.

Актуальной задачей профессионально-технических учебных заведений (ПТУЗ) швейного профиля является подготовка высококвалифицированных рабочих, готовых использовать в профессиональной деятельности компьютеризированное оборудование и информационные технологии не только сегодняшнего, но и завтрашнего дня.

Современные государственные стандарты профессионально-технического образования Украины по профессиям швеи (ДСПТО 8263.2-DB.18.10-2008), портного (ДСПТО 7433.2.D 18028-2006), закройщика (ДСПТО 7435.2.D18024-2006), оператора швейного оборудования (ДСПТО 8263.2.DB.18.20-2008) предусматривают знания информационных технологий как общепрофессиональное требование к квалифицированному рабочему швейной отрасли.

Следует отметить, что в данном направлении программы подготовки рабочих-швейников соответствуют базовому сценарию прогноза развития швейной промышленности и профессионально-технического образования швейного профиля. Данный сценарий предусматривает изучение основ информационных технологий, основ использования профессионально-ориентированного программного обеспечения, поиска и обработки профессионально важной информации в Интернете [2]. Однако на практике обучение происходит в лучшем случае как изучение основ информационных технологий и поиска профессионально важной информации в Интернете, что соответствует сценарию стагнации. Таким образом, можно констатировать противоречие между высоким уровнем достижений в автоматизации проектирования одежды и низким уровнем подготовки квалифицированных рабочих, готовых использовать такие технологии в своей профессиональной деятельности. Среди причин такого отставания - отсутствие у большинства профессиональнотехнических учебных заведений швейного профиля компьютерной техники последних поколений, профессионально-ориентированного программного обеспечения, подготовленных педагогических кадров и учебно-методической литературы. Именно на преодоление двух последних проблем профессиональнотехнических учебных заведений и направлена данная статья.

Методология формирования ИКТ-компетенции

Цель статьи: обоснование содержания и методического обеспечения обучения будущих швейников проектированию поясных изделий средствами САПР Грация.

Как отмечается в [3], в соответствии с современными реалиями развития общества, его всесторонней информатизацией, информатически-коммуникационная компетенция (в частности, профессионально-информатическая компетенция) выступает на первый план в структуре жизненных компетенций личности. Она проявляется в рациональном подборе и целенаправленном применении информационно-коммуникационных технологий (ИКТ) в процессе активного решения различных задач жизнедеятельности человека с обязательным достижением положительного результата. Соглашаясь с автором, считаем такой подход актуальным для подготовки специалистов швейной отрасли.

Информатически-коммуникационная компетенция квалифицированного рабочего должна формироваться в процессе непрерывной подготовки в системе «школа - профессионально-техническое учебное заведение».

Дисциплина «Информационные технологии» играет важную роль в формировании профессиональной компетенции будущего квалифицированного рабочего. Автором данной статьи написано учебное пособие для изучения данного предмета в профессионально-технических учебных заведениях швейного профиля [4]. В нем цель и задачи курса определены следующим образом.

Целью изучения курса «Информационные технологии в создании швейных изделий» является формирование и развитие инструментальной ИКТ-компетенции, которая обеспечивает готовность использования компьютерной техники для получения, систематизации, создания и использования профессионально важной информации.

Основные задачи изучения предмета:

• -    раскрыть разновидности и способы применения программных средств и технических устройств автоматизации проектирования и изготовления одежды;

• -    научить учащихся использовать информационные технологии для выполнения заданий по проектированию швейных изделий.

В учебном пособии предложена система лабораторно-практических работ с использованием программных модулей САПР Грация: «Конструирование и моделирование», «Раскладка». Выбор данной САПР в качестве профессионально ориентированного программного обеспечения обусловлен ее популярностью, широкими возможностями и доступностью в освоении. Так, по сообщению [5], по состоянию на 2014 год «Грация» работала на более 300 малых, крупных и очень крупных предприятиях при подготовке производства швейных, трикотажных и меховых изделий. Система показала свою эффективность, как в автоматизации подготовки производства, так и в освоении швейных специальностей. Она с успехом используется при организации учебного процесса и проведении исследовательских работ в 82 ВУЗах, 79 колледжах и 12 лицеях России, Украины, Белоруссии, Казахстана, Киргизии и Узбекистана.

Объекты проектирования соответствуют уровню подготовленности учащихся: юбка коническая, юбка прямая, брюки женские. В соответствии с терминологией дидактической инженерии [6], проектирование конической юбки входит в кластер проблем ближайшего развития, предназначенных для развития способностей учащегося только до начального (первого) уровня. После того, как учащийся сможет самостоятельно решать все проблемы, связанные с конструированием юбок, данный кластер станет его зоной актуального развития. Тогда для дальнейшего развития следует переходить к решению задач создания конструкции более сложного изделия – брюк женских.

Например, для обучения проектированию женских брюк учащимся предстоит выполнить следующие работы.

• 1.    Ввод исходных данных и расчетных формул.

• 2.    Построение базисной сетки брюк.

• 3.    Построение передней половинки брюк.

• 4.    Построение задней половинки брюк.

• 5.    Оформление основных деталей брюк

• 6.    Формирование модели брюк.

• 7.    Выполнение раскладки модели брюк.

Методика выполнения заданий разработана в соответствии с современными достижениями педагогической науки. Так, согласно [7], предпочтительными формами представления заданий в лабораторных работах являются табличное представление действий, или список действий. Ввиду сложной структуры ввода операторов через запросы мастера, в учебном пособии выбрана форма списка действий. Каждый этап построения иллюстрирован картинками, поясняющими и визуализирующими особенности выполняемого действия. Общее число иллюстраций в учебном пособии – 433. На данном этапе обучения применяются репродуктивные методы, то есть описание последовательности действий является фактически образцом, согласно которому выполняют работу учащиеся.

Индивидуальные отклонения конкретной работы от образца возможны:

• 1)   при выборе иного, чем в пособии, масштаба изображения – в поле чертежа

могут располагаться другие графические элементы;

• 2)    после удаления неверно построенных точек или линий нумерация новых графических примитивов отличается от приведенной в учебном пособии, поскольку программа автоматически присваивает порядковые номера всем построениям, даже удаленным;

• 3)    при выполнении ошибочных действий по вводу команд, формул, переменных – в зависимости от характера ошибки могут быть неверные построения, или система выдает сообщение об ошибке.

В первых двух случаях построение корректно и не требует вмешательства преподавателя. В третьем случае необходим поиск и устранение ошибки. Отдельный параграф в пособии посвящен именно исправлению ошибок на разных этапах построения.

Реализация проектирования поясного изделия средствами САПР Грация

Цель лабораторной работы №1 – научиться готовить и вводить исходные данные и расчетные формулы для автоматизированного проектирования классических женских брюк. При этом используются следующие программные средства САПР Грация: подсистема «Конструирование и моделирование»; мастер запуска, окна «Размерные признаки», «Формулы».

Цель лабораторной работы №2 – научиться строить базисную сетку, состоящую из прямых линий. При этом используются следующие программные средства САПР Грация: подсистема «Конструирование и моделирование»; операторы «Отложить», «Отрезок», «Отложить по линии», «Деление на N», «Переименовать», «Пересечение», «Продлить линию», «Параллель к линии».

Построение выполняется за 17 шагов, каждый из которых выполняется при помощи программного «мастера».

Мастер (англ. Wizard – волшебный помощник) - программный модуль, который позволяет пользователю шаг за шагом выполнить определенные действия, которые состоят из нескольких этапов, в интерактивном режиме. Мастер выводит на экран запросы в строке подсказок, в ответ на которые пользователь должен ввести определенные параметры операции с клавиатуры или при помощи мыши.

Для иллюстрации работы мастера в САПР Грация рассмотрим построение положения линии ширины передней половинки при помощи оператора «Отложить».

Задание: отложить вправо от точки С по горизонтали расстояние, равное ШП + 0,5 см, и поставить точку С1 .

СС1 = ШП + 0,5

Для этого левой кнопкой мыши щелкните на экране (рис. 1) О → Отложить → Ок.

Рис. 1. Выбор оператора «Отложить»

Запрос мастера : Укажите точку, от которой откладывается новая точка: Щелкните левой кнопкой мыши на точке С.

На экране от точки С появятся четыре стрелки

Запрос мастера : Укажите желаемое направление (рис. 2).

Рис. 2. Запрос мастера «Укажите направление»

Щелкните левой кнопкой мыши на стрелке, направленной вправо.

Запрос мастера : Введите расстояние ИЛИ укажите, до какой линии ИЛИ до какой точки:

Рис. 3. Запрос мастера «Введите расстояние»

Введите «ШП+0,5»

Зеленая стрелка приобретет вид (рис. 4)

Запрос мастера : Введите имя новой точки.

Рис. 4. Запрос мастера «Введите имя новой точки»

Введите «С1»

На экране появится отрезок СС1 (рис. 5), в окне алгоритма появится строка

7 Отложить С ВПРАВО Шп+0,5 С1 л2

Данная запись означает: отложить от точки С вправо расстояние, равное Шп+0,5, и поставить новую точку С1. Точки С и С1 соединить отрезком л2.

«л2» - имя, которое система автоматически присвоила новой линии.

С           С1

Рис. 5. Линия ширины передней половинки

Цель лабораторной работы №3 – научиться строить детали с вытачками и криволинейными срезами. При этом используются следующие программные средства САПР Грация: подсистема «Конструирование и моделирование»; операторы «Отложить», «Отрезок», «Отложить по линии», «Плавная линия», «Расстояние по прямой», «Продлить линию.

Построение (рис. 6) выполняется за 31 шаг, каждый из которых осуществляется при помощи программного «мастера».

Рис. 6. Передняя половинка брюк, построенная в САПР Грация

Цель лабораторной работы №4 – научиться строить детали с вытачками и криволинейными срезами, согласованными с предварительно построенной деталью. Особенностью построения брюк является то, что чертеж задней половинки строится на той же базисной сетка, что и чертеж передней половинки. Детали, таким образом, накладываются на чертеже друг на друга. При этом используются следующие программные средства САПР Грация: подсистема «Конструирование и моделирование»; операторы «Отложить», «Отрезок», «Отложить по линии», «Расстояние по прямой», «Продлить линию», «Окружность», «Перпендикуляр», «Удалить», «Деление на N», «Расстояние по кривой», «Плавная линия». Построение (рис. 7) выполняется за 34 шага, каждый из которых выполняется при помощи программного «мастера».

Рис. 7. Чертеж брюк, построенный в САПР Грация

При выполнении следующих лабораторных работ учащиеся учатся оформлять сужающиеся книзу детали с припусками на швы и подгибку (работа №5); формировать модель и выполнять техническое размножение лекал по готовому чертежу (работа №6); формировать задание на раскладку и выполнять раскладку деталей в автоматическом режиме (работа №7).

В результате выполнения предусмотренных заданий у учащихся формируются умения по разработке модели поясного изделия (брюк) средствами САПР Грация, включая этапы от ввода исходных данных, построения чертежа, до готовой раскладки лекал на ткани. Такие умения обеспечат переход к изучению следующего, более сложного изделия – блузки с втачным рукавом.

Анализ и оценка разработки

Подробное описание построений, с одной стороны, обеспечивает достаточную конкретизацию и наглядность выполнения действий по созданию новой модели средствами САПР. Недостатком такого подхода является значительный объем методической документации, содержащей пошаговые иллюстрированные алгоритмы построения. К примеру, раздел по созданию базовой конструкции и модели женских брюк занял 97 страниц формата А4 текста, набранного кеглем 11. Подробное описание алгоритмов построения более сложных моделей ожидаемо займет еще большие объемы в учебно-методической литературе.

Преодолеть данную проблему можно одним из способов.

• 1.    Разработка видеоуроков и электронных пособий по построению конструкций одежды.

• 2.    Выделение наиболее часто используемых операторов построения и их изучение на первых этапах освоения САПР. В дальнейшем краткое их описание в методической литературе. При этом редко используемые или имеющие сложную конфигурацию команды алгоритма сопровождаются подробным описанием.

По первому направлению автором статьи ведется научно-методическая работа: проведен обзор программ для создания видеоуроков, определены основные этапы создания видеоурока, сделаны пробные уроки, проведена апробация в учебном процессе в КГПУ им. В. Винниченко. К сожалению, современная система образования пока организационно не готова к полномасштабному внедрению электронных учебных пособий. Так, нет системы рецензирования и предоставления рекомендаций к использованию таких пособий учеными советами вузов; такая разработка не учитывается при аттестации преподавателя и при аккредитации вуза; нет действенной системы защиты авторских прав на пособия такого вида и т.п. Разработка электронных учебных материалов рассматривается как дополнение к основной учебно-методической деятельности преподавателя. Поэтому создание печатных учебных пособий пока является одним из приоритетных направлений разработки методического обеспечения САПР одежды для учебных заведений.

Для уменьшения объема изданий по конструированию швейных изделий средствами САПР необходимо установить перечень операторов, наиболее часто используемых в алгоритмах построения.

Проведенный анализ выполненного построения чертежа брюк позволил выделить наиболее часто употребляемые операторы (табл. 1)

Таблица 1

Частота встречаемости операторов САПР Грация в алгоритме построения основы женских брюк

Оператор	Частота встречаемости в алгоритме
Отложить по линии	24
Отрезок	21
Плавная линия	9
Продлить линию	8
Отложить	5
Пересечение	4
Перпендикуляр	3
Удалить	2
Деление на N	2
Параллель к линии	2
Переименовать	1
Окружность	1
Уравнять длину	1
Лист	1
Точка	1
Всего	85

Как видно из табл. 1, больше половины алгоритма построения чертежа брюк в САПР Грация описывают операторы «Отложить по линии» и «Отрезок». Сокращение пояснений их применения в методических разработках позволит существенно сократить объем методического издания. Следующий за ними оператор «Плавная линия» имеет сложную структуру, при его вводе необходимо учесть условия построения плавной линии (точки, через которые проходит; углы к линиям, которые пересекает или касается и т.п.). Поэтому, несмотря на высокую частоту встречаемости, сокращение описание данного оператора не считаем целесообразным. Могут быть существенно сокращены пояснения к следующим операторам: «Продлить линию», «Отложить», «Пересечение».

Заключение

Описаны цель и задачи курса «Информационные технологии» по формированию ИКТ-компетенции будущих квалифицированных рабочих швейной отрасли. Обоснован методологический подход к изучению профессионально ориентированного программного обеспечения. Охарактеризованы лабораторнопрактические работы по построению чертежа и формированию модели поясного изделия (брюк) средствами САПР Грация. Проанализированы пути сокращения объема учебно-методической документации: создание электронных пособий и сокращение описаний наиболее часто используемых программных операторов.

Созданная нами система лабораторно-практических работ по созданию моделей одежды средствами САПР Грация может быть использована при обучении не только будущих рабочих-швейников, но и будущих педагогов: учителей технологий и преподавателей профессионально-технических учебных заведений швейного профиля.