«Экспертиза соответствия состояния ресурсного обеспечения реализации основной профессиональной образовательной программы Требованиям стандарта среднего профессионального образования»

Вид материала

Профессионального модуля
I. пояснительная записка
Цели курса
Задачами курса
Знания, умения и профессиональные компетенции, получаемые после освоения курса
Ii. тематический план
Iii. содержание курса
Iv. практические занятия
V. список используемых источников
Vi. наглядные материалы и пособия
Vii. методические указания по изучению дисциплины.
Приложение в

Подобный материал:

1 2 3 4 5

ПРОГРАММА

ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО МОДУЛЯ

по направлению

«Система автоматизированного проектирования наносистем – САПР CATIA»

для подготовки специалистов технической направленности в рамках стратегических и приоритетных отраслей развития промышленности, использующих ресурсы сети образовательных учреждений на базе ресурсного центра

В рамках Федеральной целевой программы развития образования

на 2011-2015 годы

по открытому конкурсу №04.01-002-П-Ф-33

на выполнение работ по проекту

«Модернизация системы начального профессионального и среднего профессионального образования для подготовки специалистов в области наноиндустрии на базе отраслевого межрегионального ресурсного центра»

Москва 2011

СОГЛАСОВАНО Заместитель начальника отдела по работе с персоналом – директор международного центра «ЗЕНИТ-РЕСУРС» _____________М.В.Лукьянцева		УТВЕРЖДАЮ Директор ФГОУ СПО «Красногорский государственный колледж» доктор педагогических наук, кандидат экономических наук, профессор Заслуженный учитель РФ ___________________ В.М. Демин «____» _________________ 2011 г.
СОГЛАСОВАНО Заведующий кафедрой проектирования и технологии производства электронной аппаратуры Член-корр. РАН, профессор, доктор технических наук ______________ Шахнов В.А.

Разработчики:

Заведующая учебной частью ФГОУ СПО «Красногорский государственный колледж» Попович Е.М.

Заведующая отделением программирования ФГОУ СПО «Красногорский государственный колледж», кандидат педагогических наук Трегубова Е.С.

Рецензенты:

Начальник отдела оптическо-технологического – главный оптик, доктор технических наук, Сенник Б.Н.

Начальник отдела систем автоматизированного проектирования технологической подготовки производства, Бирюков Ф.А.

ВВЕДЕНИЕ

Дисциплина «Информационные технологии в профессиональной деятельности» охватывает основные вопросы систем автоматизированного проектирования (САПР) современных микроэлектромеханических систем (МЭМС) и наноэлектромеханических систем (НЭМС).

Методы проектирования систем, базирующихся на использовании электрических и механических компонентов, изготовленных по технологиям, совместимым с технологией производства интегральных схем, существенно отличаются от ранее применявшихся методов проектирования электромеханических систем. В основе рассматриваемых в данном методическом пособии маршрутов проектирования МЭМС и НЭМС лежит междисциплинарный подход, позволяющий учесть разнообразные физические взаимодействия между разными областями системы: электрической, механической, тепловой и др. В связи со сложностью междисциплинарного моделирования проектирование МЭМС и НЭМС невозможно без использования мощных вычислительных комплексов и сложнейших систем автоматизации проектирования (САПР). Усложнение разрабатываемых устройств приводит к тому, что подготовка специалистов по наноинженерии должна включать такую важную составляющую формирования базового набора компетенций специалиста, предусмотренных программами подготовки и переподготовки специалистов для нужд наноинженерии, как широкая теоретическая база и наличие практических навыков использования современных средств автоматизированного проектирования МЭМС и НЭМС.

Методологически дисциплина строится на основе оптимального соотношения теоретических и прикладных вопросов с обязательным участием студентов в самостоятельном исследовании оригинальных частных задач проектирования МЭМС и НЭМС.

Важной проблемой в наноинженерии является выбор моделей, адекватно отражающих поведение микро- и наноразмерных элементов на различных уровнях проектирования наносистем. При выборе проектного решения необходимо также учитывать влияние технологического процесса и различных дестабилизирующих факторов. В связи с этим для реализации сложных маршрутов проектирования МЭМС и НЭМС применяются интегрированные САПР, позволяющие выполнить моделирование и оценку различных проектных решений на различных уровнях проектирования.

При подготовке материалов была использована литература, перечисленная в списке использованных источников [1–23], проанализированы разнообразные источники в сети Интернет. Полученная информация была систематизирована и обобщена для решения указанного выше комплекса задач. Все копирайты, торговые марки и логотипы, приведенные в методических указаниях, принадлежат их собственникам.

Дисциплина «Информационные технологии в профессиональной деятельности» разработана на уровне мировых стандартов с учетом аналогичных курсов, читаемых в университетах США и Европы. При разработке курсов использованы материалы, предоставленные НИИСИ РАН, ИРЭ РАН, РНЦ «Курчатовский институт», ФТИАН РАН и другими предприятиями ННС.

I. ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

Программа профессионального модуля по направлению «Системы автоматизированного проектирования в наноиндустрии» предназначена для реализации требований к минимуму содержания и уровню подготовки специалистов, имеющих среднее профессиональное образование. Программа подготовки предусматривает модульную систему обучения и, в зависимости от начальных знаний и поставленных перед специалистом задач, можно выбрать наиболее оптимальные – базовое (Catia механика), расширенное (Catia СПДС, ОПС) и узкоспециализированное (Catia стройплощадка) направление обучения.

Цели курса: изучение базовых концепций современных систем автоматизированной разработки в области наноиндустрии; рассмотрение практических аспектов создания и использования готовой документации, проектов, концепций.

В курсе изучаются особенности работы в различных компонентах продукта Catia, а также узкоспециализированных приложений к ним.

В нем последовательно изложены базовые концепции «Системы автоматизированного проектирования» Catia, введение в построение чертежей различных сфер деятельности, моделирование процессов в программе, использование объектов и работа с ними.

Большое внимание в курсе уделяется такой актуальной проблеме, как трехмерное моделирование nano-элементов.

Цель: получение студентами знаний о методах автоматизированного проектирования микроэлектромеханических систем (МЭМС) и наноэлектромеханических систем (НЭМС) различного уровня иерархии.

Задачами курса является изучение:

- моделирования элементов МЭМС и НЭМС на основе междисциплинарного подхода;

- моделирования МЭМС и НЭМС на компонентном
уровне;

- автоматизированного проектирования элементов МЭМС
и НЭМС на основе междисциплинарного подхода;

- автоматизированного проектирования МЭМС и НЭМС на компонентом уровне;

- программного обеспечения автоматизированного проектирования МЭМС и НЭМС.

Знания, умения и профессиональные компетенции, получаемые после освоения курса

- знание теоретических основ методов и средств формализованного описания МЭМС и НЭМС для автоматизированного проектирования;

- теоретических основ автоматизации проектирования МЭМС и НЭМС;

- особенности применения метода конечных элементов для автоматизированного проектирования МЭМС и НЭМС;

- теоретических основ проектирования МЭМС и НЭМС на компонентном уровне.

- умение разрабатывать формальные процедуры решения задач автоматизированного проектирования МЭМС и НЭМС;

- способность моделировать элементы МЭМС и НЭМС адекватно протекающим в них тепловым, механическим, электромагнитным и другим физическим процессам;

- умение разрабатывать: а) схемы алгоритмов и б) программы решения на ЭВМ частных задач проектирования элементов МЭМС и НЭМС на основе междисциплинарного подхода и проектирования МЭМС и НЭМС на компонентном уровне;

- применение программного обеспечения систем автоматизированного проектирования МЭМС и НЭМС при решении задач проектирования МЭМС и НЭМС.

- готовность использования современных методов и средств автоматизированного проектирования МЭМС и НЭМС;

- стремление к разработке математических моделей элементов МЭМС
и НЭМС с использованием средств ВТ;

- умение решать на ЭВМ частных задач проектирования элементов МЭМС и НЭМС на основе междисциплинарного подхода и проектирования МЭМС и НЭМС на компонентном уровне;

- самостоятельно применять интегрированные маршруты автоматизированного проектирования МЭМС и НЭМС.

II. ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН

№	Раздел	Практические занятия
1	Введение. Знакомство с операционной системой. Понятия «файл» и «папка». Рабочий стол пользователя.	4
2	Введение в САПР Catia. Создание чертежей. Объекты.	10
3	Расширенные возможности Catia.	12
4	Трехмерное моделирование в САПР Catia.	12
5	Специализированные приложения.	12
6	База данных элементов.	12
7	Изучение механизма адаптации программы в соответствии с требованиями ГОСТ, ЕСКД и СТП.	10
	Итого:	72

III. СОДЕРЖАНИЕ КУРСА

1. Введение. Знакомство с операционной системой. Понятия «файл» и «папка». Рабочий стол пользователя. Элементы управления компьютером. Тип файла и программа-редактор. Работа с различными носителями информации. Операции копирования/ вставки. Печать документов.

2.Введение в САПР. Введение в Catia. Обучение основам создания чертежей. Что такое Catia. Применение его на практике. История развития программы. Версии программы. Версии форматов файлов dwg. Интерфейс Catia. Изучение элементов интерфейса. Рабочие пространства. Классическое рабочее пространство. Панели и команды. Командная строка. Создание чертежа. Шаблон чертежа. Расположение шаблонов в профилях пользователей Windows. Понятие о слоях. Основные простые объекты (примитивы). Линия, окружность, полилиния, точка. Понятие о стилях. Стиль текста и размерный стиль. Системы координат. Их назначение. Ввод координат. Методы точного черчения. Привязки. Отслеживания. Применение ввода размеров с клавиатуры. Редактирование объектов «ручками». Информация об объектах. Местоположение и расстояние. Площадь. Команды редактирования объектов Catia. Свойства объектов. Копирование свойств. Управление изображением на экране с помощью мыши и команд. Оформление чертежа. Основные приемы и понятия. Размеры и размерные стили. Таблицы и стили таблиц. Пространство модели и листа. Понятие видового экрана. Применение на практике при оформлении чертежей. Основы вывода на печать. Аннотативность объектов оформления. Понятие масштаба аннотаций. Центр управления Catia.

3. Расширенные возможности Catia. Обучение дополнительным возможностям выбора объектов. Быстрый выбор. Фильтры объектов и слоев. Мультилинии. Создание и редактирование. Стили мультилиний. Понятие о системных переменных. Примеры настроек с помощью системных переменных. Блоки. Создание и редактирование блоков. Динамические блоки. Атрибуты блоков. Извлечение атрибутов. Внешние ссылки и приемы работы с ними. Наложенные и вставленные внешние ссылки. Вставка растровых изображений. Технология внедрения объектов (OLE). Введение в трехмерное моделирование. Понятие о визуализации.

4. Обучение Catia по работе в среде трехмерного моделирования. Понятие о трехмерных моделях. Тела и поверхности. Третье измерение в Catia. Шаблон для 3D-моделирования. Пульт управления. Инструментальные палитры. Системы координат. Понятие о плоскости X-Y. Команды редактирования пользовательских систем координат. Использование динамических систем координат. Виды трехмерных объектов и их основные свойства (каркас, трехмерные сети, поверхности, тела, понятие о трехмерной высоте объектов). Создание и редактирование эскизов. Замкнутые и разомкнутые эскизы. Методы построения трехмерных моделей (выдавливание, сдвиг по траектории, вращение вокруг оси, преобразование плоских объектов). Понятие о примитивах поверхностей, поверхность вращения, сдвига, соединения, поверхность Кунса. Примитивы тел (параллелепипед, клин, конус, шар, цилиндр, тор, пирамида, политело). Спираль. Методы модификации тел. Создание тел на основе поверхностей..

5. Обучение работе со специализированными приложениями. Знакомство со специализированными приложениями и областью их применения. Инструментальные палитры. Практические работы по созданию собственных библиотек, тематических баз и способы их использования. Создание собственной базы данных элементов. Изучение механизма адаптации программы в соответствии с требованиями ГОСТ, ЕСКД и СТП.

IV. ПРАКТИЧЕСКИЕ ЗАНЯТИЯ

№ п/п	Тема	Объем, ч	Литература
1	Общие сведения о проектировании МЭМС и НЭМС	9	[1, 2, 5, 8, 11]
2	Общие сведения об автоматизированном проектировании МЭМС и НЭМС	9	[1, 2, 7, 12]
3	Практическое применение метода конечных элементов в программном комплексе CATIA	9	[3, 6, 9]
4	Применение программного комплекса CATIA для гармонического и теплового анализа элементов МЭМС и НЭМС. Применение программного комплекса CATIA для электромагнитного анализа элементов МЭМС и НЭМС	9	[3, 6, 9]
5	Применение программного комплекса CATIA для моделирования элементов МЭМС и НЭМС	9
6	Применение пакета Catia для автоматизированного проектирования МЭМС и НЭМС на компонентном уровне	9	[3, 9]

Продолжение таблицы

7	Изучение применения модуля SUGAR для автоматизированного проектирования МЭМС и НЭМС	9	[3, 9]
8	Применение интегрированных пакетов автоматизированного проектирования МЭМС и НЭМС	9	[9, 10]
	Итого	72

V. СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Варадан В., Виной К., Джозе К. ВЧ МЭМС и их применение / Пер. с англ. под ред. Ю. А. Заболотной. – М. : Техносфера, 2004. – 525 с.

2. Дьяконов В. П. Mаtlab 6.5 SP1/7 + Simulink 5/6 в математике и моделировании. – М. : СОЛОН-Пресс, 2005. – 575 с.

3. Каплун А. Б., Морозов Е. М., Олферьева М. А. CATIA в руках инженера. – М. : Едиториал УРСС, 2003. – 269 с.

4. Наноматериалы. Нанотехнологии. Наносистемная техника : сборник статей / Под ред. П. П. Мальцева. – М. : Техносфера, 2006.

5. Норенков И. П. Основы автоматизированного проектирования : учебник для вузов. – 3-е изд., перераб. и доп. – М. : Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2006. – 446 с.

6. Потапов Ю. Программное обеспечение Coventor // Chip News. – 2002. – № 2. – С. 62–67.

7. Фрайден Дж. Современные датчики : справочник / Пер.
с англ. Ю. А. Заболотной; ред. пер. Е. Л. Свинцов. – М. : Техносфера, 2006. – 588 с.

8. Чигарев А. В., Кравчук А. С., Смалюк А. Ф. CATIA для инженеров : справочное пособие. – М. : Машиностроение, 2004. –511 с.

9. Шахнов В. А., Панфилов Ю. В., Власов А. И. и др. Наноразмерные структуры: классификация, формирование и исследование. – М. : МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2008. – 100 с.

10. Яшин К. Д., Лацапнёв Е. В., Осипович В. С. Системы автоматизированного проектирования МЭМС // Информационные технологии. – 2007. – № 11. – C. 22–28.

11. Яшин К. Д., Осипович В. С., Божко Т. Г. Разработка МЭМС // Нано- и микросистемная техника. – 2008. – № 1. – С. 28–34.

12. Яшин К. Д., Осипович В. С., Божко Т. Г. Современные разработки МЭМС // Нано- и микросистемная техника. – 2008. – № 5. – С. 57–64.

VI. НАГЛЯДНЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ПОСОБИЯ

Плакаты с изображением алгоритмов решения частных задач автоматизированного проектирования МЭМС и НЭМС.

Демонстрационные версии программного обеспечения, программное обеспечение по академической лицензии и свободно распространяемое программное обеспечение. Использование ТСО (плакаты, персональные ЭВМ).

VII. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ИЗУЧЕНИЮ ДИСЦИПЛИНЫ.

1. Учитывая общую тенденцию современного научного познания к формализации, изучение дисциплины «Информационные технологии в профессиональной деятельности» должно организовываться как изучение системной, многовариантной проблемы, исследуемым объектам которой свойственны: а) многообразие связей элементов, отражающих объективную реальность; б) специфическая методология моделирования и проектирования; в) особый научный и практический аппарат.

2. Методологически дисциплина должна строиться на основе оптимального соотношения теоретических и прикладных вопросов с обязательным участием студентов в самостоятельном исследовании оригинальных частных задач проектирования МЭМС и НЭМС.

3. Теоретические основы должны излагаться в такой мере, чтобы показать общие принципы применения современных методов и алгоритмов проектирования МЭМС и НЭМС к решению конкретных задач профессиональной деятельности. Содержание соответствующих тем разделов должно быть направлено на усиление роли фундаментальных знаний в теоретической и практической подготовке специалистов, способствовать формированию у них фундаментальных системных знаний, развивать творческие способности.

4. Прикладные вопросы должны ориентировать студентов на решение типовых задач моделирования и проектирования МЭМС и НЭМС, выбор адекватных физическим процессам в МЭМС и НЭМС моделей, методов, алгоритмов, прикладных пакетов и технических средств, обладающих максимальной эффективностью. Поэтому во всех разделах предусмотрены темы, содержание которых связано с формированием и развитием у будущих специалистов практических навыков решения задач проектирования МЭМС и НЭМС с использованием систем автоматизированного проектирования. Прикладные вопросы дисциплины рассмотрены в каждой лекции либо в виде аналитических примеров, либо на примерах использования пакетов прикладных программ.

5. Темы дисциплины, по которым имеются доступные учебно-методические документы и учебная литература, студенты изучают самостоятельно под контролем преподавателя. Такими темами являются: 1) особенности применения метода конечных элементов для моделирования МЭМС и НЭМС; 2) технологии изготовления МЭМС.

6. В лекционной аудитории желательно использовать кинофильмы, видеофильмы и плакаты с целью формирования у студентов зрительного образа, изучаемых в курсе методов, алгоритмов и технических средств. Важно применять наглядные пособия в виде образцов объектов проектирования, технических заданий на их проектирование и схем алгоритмов проектирования МЭМС и НЭМС.

7. Кроме лекционных курсов программой предусматриваются практические занятия по основным разделам курса, которые проводятся в компьютерном классе с использованием ПЭВМ с комплектом специализированного программного обеспечения и рубежный контроль знаний студентов.

ПРИЛОЖЕНИЕ В

СПИСКИ СЛУШАТЕЛЕЙ И СТУДЕНТОВ
«ПИЛОТНЫХ» ГРУПП, ПРОШЕДШИХ АПРОБАЦИЮ

1. ФГОУ СПО «Санкт-петербургский технический колледж управления и коммерции»

Апробация программы по курсу «Методы микроскопии», в рамках направления «Мерология, стандартизация и сертификация»

Списочный состав слушателей

ФИО	должность	место работы	возраст	Образование
Ключникова Любовь Васильевна	Преподаватель	ФГОУ СПО СПбТКУиК	71	Высшее
Котенева Ирина Александровна	Преподаватель	ФГОУ СПО СПбТКУиК	46	Высшее
Глазунов Владимир Михайлович	Зав.лабораторией	ФГОУ СПО СПбТКУиК	62	Высшее
Суркова Елена Николаевна	Преподаватель	ФГОУ СПО СПбТКУиК	36	Высшее
Марфель Наталья Ивановна	Преподаватель	ФГОУ СПО СПбТКУиК	47	Высшее
Филиппова Мария Николаевна	Зав.производственной практикой	ФГОУ СПО СПбТКУиК	30	Высшее
Меркель Виктория Владимировна	Преподаватель	ФГОУ СПО СПбТКУиК	35	Высшее
Лобкова Полина Дмитриевна	Зав.отделением	ФГОУ СПО СПбТКУиК	30	Высшее
Власов Юрий Анатольевич	Мастер производственного обучения	ФГОУ СПО СПбТКУиК	50	Высшее
Никулина Валентина Андреевна	Преподаватель	ФГОУ СПО СПбТКУиК	31	Высшее
Соловьев Владислав Сергеевич	Преподаватель	ФГОУ СПО СПбТКУиК	34	Высшее

Апробация программы по курсу

Blog

ПРОГРАММА