Чернова С.А. Опыт использования облачной САПР для организации командной работы над техническим проектом

Оригинал материала размещен в выпуске № 02 (28) https://f.almanah.su/28.pdf

В современном мире с развитием науки и технологий самые фантастические технические проекты начинают претворяться в жизнь: умные фабрики и заводы, беспилотный транспорт, интеллектуальные электросети, 3D-печать домов, машин, сердец и почек, роботы вместо рабочих и директоров на промышленных предприятиях. Эти явления нашей жизни ученые называют термином «четвертая промышленная революция». А мы становимся свидетелями и участниками изменения подхода к производству вещей и машин.
Указом Президента РФ от 1 декабря 2016 года № 642 «О Стратегии научно-технологического развития Российской Федерации» определены приоритетные направления научно-технологического развития на следующие 10-15 лет [1]: «а) переход к передовым цифровым, интеллектуальным производственным технологиям, роботизированным системам, новым материалам и способам конструирования, создание систем обработки больших объёмов данных, машинного обучения и искусственного интеллекта».
Передовые производственные технологии означают, что процесс разработки будет автоматизирован, а производство станет полностью автономным. Однако процесс сам себя не создаст, и нам всем придётся приложить колоссальные усилия для его запуска.
Различные научные исследования [2] подтверждают, что ближайшие годы повысится важность таких профессиональных знаний и навыков, как специализированные знания в области робототехники, осведомленность о новейших достижениях в области робототехники и владение специальными методами и техническими приемами.
С 2012 года ЧОУ «Гимназия №1» г. Новороссийска – участник Программы «Робототехника: инженерно-технические кадры инновационной России». А с 2017 года наша гимназия принимает активное участие в компетенции «Мобильная робототехника» чемпионатов различного уровня WorldSkills Juniors – международного некоммерческого движения, целью которого является повышение престижа рабочих профессий и развитие профессионального образования. Это дает возможность ученикам приобретать и развивать свои навыки в области робототехники.
С 2017 года официальным оборудованием для конкурсов WorldSkills и JuniorSkills в компетенции «Мобильная робототехника» стали конструкторы VEX. Поэтому для развития конструкторских навыков и изучения основ программирования команды робототехников гимназии участвуют в ежегодных конкурсах робототехники VEX, которые организуются Фондом Robotics Education & Competition (REC) [3, c. 21]. Эти конкурсы основаны на концепции STEM, где S – Science (наука), T – Technology (технология), E – Engineering (инженерия), M – Math (математика). В дополнение к изучению инженерных и дизайнерских принципов, связанных со STEM, ребята получают ценный жизненный опыт, так как, используя свои навыки общения и решения проблем, они работают в альянсах с другими командами во время квалификационных и отборочных матчей. Поэтому тренерам и наставникам важно развивать у своих подопечных навыки, которые тесно связаны с личностными качествами (ответственность и дисциплина), социальными навыками (коммуникация и работа в команде) и менеджерскими способностями (управление временем и решение проблем). Использование для решения этих задач образовательной технологии «обучение в сотрудничестве», а конкретно метода Student Team Learning (STL, обучение в команде), способствует созданию условий для активной совместной деятельности всех членов команды. STL уделяет особое внимание «командным целям» и успеху всей команды, который может быть достигнут только в результате самостоятельной работы каждого члена команды в постоянном взаимодействии с другими членами этой же команды при работе над проблемой, подлежащей изучению. Таким образом, задача каждого ученика состоит не только в том, чтобы сделать что-то вместе, а в том, чтобы познать что-то вместе, чтобы каждый участник команды овладел необходимыми знаниями, сформировал нужные навыки и при этом, чтобы вся команда знала, чего достиг каждый ученик [4, c. 29].
В 2019 году две команды гимназии принимали участие в соревнованиях VEX IQ Challenge Next Level в рамках XI Всероссийского технологического фестиваля «PROFEST». Работа над проектом для выполнения конкурсного задания предполагала моделирование робота в системе автоматизированного проектирования (САПР). Для развития навыков проектирования ребят была выбрана среда Autodesk Fusion 360 – это облачная платформа САПР, которой пользуются ведущие современные инженеры.
Преимущества Fusion 360:
·                   Программа легче в освоении, чем другие САПР.
·                   Система работает в «облаке», она не нагружает компьютер – не нужно иметь мощный ПК.
·                   Система отлично подходит для групповой работы: все изменения сразу синхронизируются в «облаке».
·                   Не требуется дополнительного программного обеспечения для визуализации, анимации и разработки документации проекта.
·                   Студенты и школьники могут использовать Fusion 360 бесплатно.
Решая задачи моделирования под руководством учителя-тренера, изучая основные функции САПР, юные робототехники учатся создавать модели не только по готовым инструкциям сборки, но и на основе идей, которые они обсуждают в команде.
Каждый технический проект ставит перед командой большое количество задач, которые возможно решить, грамотно распределив их между всеми участниками и организовав командную работу. В Autodesk Fusion 360 для этого существует инструмент Fusion Team, который предоставляет централизованную платформу доступа ко всем проектным данным, что позволяет всем участникам проектной группы просматривать модели, чертежи и анимации, искать необходимую информацию, обсуждать проект и принимать решения в режиме реального времени, где бы они ни находились.
После установки Fusion 360 и создания аккаунта Autodesk любой пользователь может войти в виртуальное пространство Fusion Team, чтобы создать свой проект и пользоваться всеми возможностями совместной работы. Пользователь, создавший проект, становится администратором проекта. В нашей команде администратором проекта является наставник команды, который приглашает в проект всех членов команды.
При создании проекта автоматически создается папка «Страницы Wiki» – папка страниц, создаваемых с помощью вики-разметки. Они используются для создания материалов по различным темам, связанным с проектом. Любой участник проекта может создавать и обновлять страницы Wiki. Для наставника проекта это способ публикации учебных материалов. Для членов команды – совместная учебно-познавательная деятельность.
После создания чертежа модели одним из конструкторов он появляется в совместном проекте.
Если файл редактируется другим пользователем и сохраняется, то изменяется номер версии. К любой версии файла можно вернуться и продолжать работать над ней. Это позволяет всем участникам проекта следить за деятельностью друг друга и всей командой приходить на помощь тому, кто отстал или столкнулся с трудностями. Важна ответственность каждого члена команды, совместная успешная работа зависит от вклада каждого участника проекта.
Если возникают вопросы или требуются разъяснения по проектированию, можно нажать на кнопку «Просмотр комментариев и управление ими» и начать обсуждение, набрав сообщение, которое отобразится у всех участников проекта.
Материалы проекта можно перемещать в другие папки, копировать и удалять – файлы не потеряют ссылок друг на друга. Оповещения о действиях над проектом участники получают на почту и в среде Fusion Team.
Из данной среды возможно предоставлять общий доступ к проекту путем формирования ссылки или через электронную почту, благодаря чему любой, кто получит доступ, может посмотреть данный проект в браузере, открыть его в приложении или загрузить в любом доступном формате.
Fusion Team предлагает самые простые и понятные инструменты для совместной работы: организации хранения данных, просмотра моделей и чертежей, поиска необходимой информации, администрирования, обсуждения и обмена информацией. Позволяет всегда быть в курсе выполнения проекта через мобильные устройства.
Обе команды гимназии, благодаря совместной работе всех участников проекта, заняли 2 место в соревнованиях VEX IQ Challenge Next Level в рамках XI Всероссийского технологического фестиваля «PROFEST‑2019».
Используя Autodesk Fusion 360 в работе над техническими проектами, юные робототехники приобретают важнейший навык работы в современном высоко технологичном обществе. Они, развиваясь в профессиональном плане, повышая свои знания и навыки в 3D‑моделировании, учатся сотрудничеству, учатся слышать чужое мнение, учатся совместному решению сложных технических задач. В свою очередь, учитель-наставник с помощью инструментов Fusion Team получает возможность показать своим ученикам, как они будут работать в ближайшем будущем, какие практические навыки им необходимы, чтобы быть востребованными на рынке труда.

Библиографический список

1. Указ Президента Российской Федерации от 01.12.2016 г. № 642 О Стратегии научно-технологического развития Российской Федерации [Электронный ресурс]. URL: http://kremlin.ru/acts/bank/41449 (дата обращения: 04.11.2019).
2. Шматко Н. А., Волкова Г. Л. Востребованные и перспективные компетенции в области робототехники. М.: НИУ ВШЭ, 2017. [Электронный ресурс]. URL:
https://issek.hse.ru/data/2017/08/08/1173387463/NTI_N_63_09082017.pdf (дата обращения: 04.11.2019).
3. VEX ROBOTICS WORLD CHAMPIONSHIP. PROGRAM BOOK. 2018. Robotics Education & Competition Foundation, 2018. 36 с.
4. Новые педагогические и информационные технологии в системе образования: учеб. пособие для студ. пед. вузов и системы повыш. квалиф. пед. кадров; [под ред. Е. С. Полат]. М.: Издательский центр «Академия», 2002. 272 с.