Общие вопросы моделирования и конструирования г лава 1
|
Скачать 3.04 Mb.
|
|
ГЛАВА 2 ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ О РАЗРАБОТКЕ ПРОЕКТА С УЧЕТОМ ПРИНЦИПОВ ХУДОЖЕСТВЕННОГО КОНСТРУИРОВАНИЯ § 1. АРХИТЕКТУРНО-ХУДОЖЕСТВЕННЫЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ ФОРМООБРАЗОВАНИЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ ОБЪЕКТОВ И ТЕХНИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ При конструировании машин и технических устройств нужно заботиться не только о том, чтобы они соответствовали своему назначению, были надежными, экономичными, но и обеспечивали работникам, соприкасающимся с ними, необходимый уровень комфорта, Последнее требование, в конечном счете, определяет облик машины (устройства), ее композицию. Композиция — построение целостного произведения, все элементы которого находятся во взаимной связи и гармонии. Основу композиции в художественном конструировании составляет тектоника объекта, отвечающая его назначению и конструкции, и объемно-пространственная структура. Тектоника — выражение закономерностей строения предмета, присущих его конструктивной схеме, его объективных физических свойств, соотношения масс, несущих частей и т. д. Она проявляется во взаимном расположении частей предмета,  его пропорциях, ритмическом строе форм и т. д. Техническая целесообразность рассматривается в органическом единстве с эстетическими показателями (в конструировании транспортных средств, например, тектоника помогает достижению образности машины: автомобиль не должен восприниматься как трактор, и наоборот). В создании целостного объекта учитываются: взаимосвязь сборочных единиц, их соразмерность друг с другом и с антропометрическими данными; закономерная частота повторяющихся элементов, например жалюзи в облицовке радиатора, оптических приборов, вентиляционных труб, стекол разных размеров, ступеней, поручней и т. п.; нюансы — незначительные различия в однородных элементах по форме, размерам, фактуре, цвету и др. Сильно нагруженные элементы конструкции не должны восприниматься слабыми, непрочными, а малонагруженные — тяжелыми. Для транспортных средств технически и зрительно (по пропорциям, цвету) центр тяжести должен быть расположен на минимальной высоте, детали не должны восприниматься как детали листовой штамповки и т. д. рис. 1. Объемно-пространственные структуры различной плотности: а — открытая; б — большей плотности; в — приближенная к моноблочной структуре (плотность значительно больше плотности предшествующих структур). По признаку объемно-пространственного строения промышленные изделия можно условно подразделять на три большие группы: относительно просто организованные структуры со скрытым механизмом, размещенным в корпусе (кузове, кожухе); с открытыми техническими структурами действующих механизмов или несущих конструкций; объёмно-пространственные структуры, сочетающие в себе элементы первой и второй групп. Своего рода плотность объемно-пространственной структуры показана на рис. 1. Здесь мы видим экскаватор, который в процессе работы охватывает большое пространство. Масса его распределена в значительном объеме пространства неравномерно. Более компактна самоходная платформа. Но отдельные части этой конструкции, имея незначительную массу, занимают относительно большое пространство. Еще более компактен современный легковой автомобиль. Все эти технические объекты различного функционального назначения имеют соответственно разные объемно-пространственные структуры. Переход от одной структуры к другой в объектах, выполняющих одинаковые функции, связан с объективными закономерностями развития производства. Изменение объемно-пространственной структуры легко обнаружить, например, при сопоставлении гиревых «ходиков», пружинных, маятниковых и электронных часов. Существенные изменения за свою историю претерпела композиция автомобиля. Первые автомашины напоминали кареты. Автомобили последующих поколений, отличающиеся большими скоростями, приобрели иной внешний вид. Совершенствование конструкции, технологии, требование обтекаемости автомобиля превратили его в объект со скрытой объемно-пространственной структурой. На рис. 2 видно, как менялось взаимное расположение элементов конструкции. Если на первых образцах крылья над колесами представляли собой загнутые полоски листового металла, фары устанавливались на специальных трубчатых стойках, а двигатель облицовывался как самостоятельный узел, то в последующем те же крылья и фары в другом сочетании стали как бы монолитными. Современный легковой автомобиль монолитен в целом — выступающие части практически исчезли. При проектировании поиск оптимального варианта исполнения, как всей машины, так и отдельных ее частей ведется с учетом комплекса факторов: функций, конструкции, технологии, экономических требований, эстетических качеств. Взаимосвязь различных факторов можно проследить на примере эскизного поиска облицовки радиатора трактора. Его можно сделать из цельного листа штамповкой (рис. 3, а). Вертикальным ребрам придается U-образное сечение в целях увеличения момента сопротивления. Однако большая длина элемента конструкции и широкие проемы не позволяют обеспечить необходимой прочности, а отходы металла составляют 25%. Не решена задача и эстетического оформления, так как образовавшиеся пропорции не создают впечатления целостности формы детали. Неправильное распределение материала приводит к неверной трактовке образа самой машины — сильного гусеничного трактора. Мощь машины должна быть выражена в ее форме. Облицовка может быть выполнена с помощью аналогичных технологических операций и из отходов листового материала (рис б). В этом случае момент сопротивления полос состоящих решетку, значительно больше, чем в первом варианте. В  последние годы дизайнеры оказывают огромное влияние на все сферы производства. Моделисту-конструктору следует помнить что композиция вещи может иметь много вариантов. Найти наиболее рациональный из них по функциональности, конструктивности, экономичности и эстетичности творческая задача для любого современного конструктора или коллектива конструкторов.   ^-, \ Защитной решетки ллшштшя Л u сетка v р  ис. 2 Изучение плотности объем- Рис. 3. Схема организации материалапространственной структуры в при решении облицовки радиатора эволюции автомобиля Остановимся на отдельных методах работы художника-конструктора над композицией изделия. Один из методов творческого поиска дизайнеров — эскизный поиск. Эскизные наброски дают возможность оценить предварительно степень учета требований к объекту, соответствие стилю времени. Однако при несомненной экономичности и быстроте творческого поиска эскиз не дает полного представления о будущем изделии. На помощь приходит макетирование в масштабе или в натуральную величину. Для изготовления макета в натуральную величину (рис. 4, а) делают каркас из древесины и обшивают его фанерой или другим материалом. На этом каркасе выполняют макет из пластилина, бумаги, глины и других материалов. В целях уменьшения трудоемкости» нередко макет  Рис. 4. Изготовление макета: а — каркас для изготовления пластилиновой модели в масштабе 1:1; 6 — пластилиновая модель в масштабе 1 : 10 с нанесенной сеткой.  выполняют в масштабе 1:10 и наносят на него сетку (рис. 4, б), которая позволяет снять с макета шаблоны сечений. На рис. 5 и 6 изображены макеты трелевочного трактора «Онежец» ТДТ-55, выполненные в масштабе из различных материалов. Художник-конструктор использует методы анализа конструкции прототипов и аналогов, исследования в области смежных наук, методы графического поиска, проводит коллективное обсуждение предварительных вариантов компоновки, принимает участие в изготовлении опытных образцов, испытании и сдаче изделия в производство.Техническая эстетика как теория художественного конструирования утверждает, что в конструировании важны не модернизация и использование современного кожуха, а разработка принципиально новых решений и композиций и применение новейших конструкционных материалов с лучшими эстетическими качествами. § 2. ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ ЭРГОНОМИКИ 8 ХУДОЖЕСТВЕННОМ КОНСТРУИРОВАНИИ Гармония технических и эстетических качеств изделия невозможна без учета научных данных эргономики. Эргономика изучает функциональные возможности человека в трудовом процессе с целью создания совершенных орудий и оптимальных условий труда. Создавая вещь, надо стремиться к тому, чтобы она была удобна. Например, при выборе формы и размеров рукояток ручного инструмента нужно учитывать особенности строения рук, при проектировании станков, верстаков — моторику человеческого тела, зоны досягаемости, зоны расположения ступней, коленей. Одно из важнейших требований эргономики — изучение возможностей органов зрения человека; поля зрения, зоны обзора при фиксированном положении головы и при ее движении в вертикальной и горизонтальной плоскостях, зоны эффективной видимости при концентрированном внимании, поля мгновенного зрения, зависимости зрительного восприятия от освещенности и цвета воспринимаемых объектов. При изготовлении моделей, конструировании самодельных приборов не рекомендуется произвольно конструировать ручки управления, кнопки и выключатели. Они кодируются формой и цветом. Кодирование формой целесообразно для ручек аппаратуры радиоуправления моделями судов, автомобилей и т. п., когда зрительное внимание моделиста-конетруктора направлено на отдаленный объект, а манипуляция органами управления осуществляется ощупью. Кодирование цветом рекомендуется при большом количестве однородных кнопок и ручек управления. Если кнопкой пользуются часто, для нее выбирают четырехугольную форму с закругленными кромками, а для улучшения фиксации пальца делают неглубокую насечку или выемку. Возможность случайного включения нескольких кнопок одновременно должна быть сведена к минимуму. Вертикальное размещение кнопок предпочтительнее горизонтального. На панелях и щитках моделируемых устройств, а также в самодельных наглядных пособиях часто приходится делать надписи. Исследованиями установлены оптимальные соотношения размере шрифта и ширины штриха начертания букв и цифр в зависимости от расстояния наблюдения. Сведения собраны в справочниках по инженерной психологии и пособиях по оформительскому делу. К расположению цифр, букв и начертанию штрихов на шкалах приборов предъявляют определенные требования: при неподвижной шкале стрелочного прибора их располагают вертикально,, при неподвижном указателе (стрелке) и подвижной круговой шкале — радиально с таким расчетом, чтобы считываемое обозначение занимало вертикальное положение. Рекомендуется избегать надписей, не имеющих функциональной нагрузки. Важную роль в моделировании и конструировании играет цвет. Он несет, функциональную» психофизиологическую и эстетическую нагрузку. Функциональная нагрузка — выделение с помощью цвета сборочных единиц и деталей, выполняющих различную работу, обозначение опасных и безопасных зон и участков, узлов и т. д. Так, горячие трубы-, паропроводы в моделях окрашивают в цвета красных оттенков, трубопроводы для холодной воды — в зеленый цвет. В последние годы введены рекомендации обозначать воздухопроводы белым цветом, кислотопроводы — желтым, трубопроводы для огнегасящих жидкостей — красным и т. д. При наличии в жидких средах ядовитых веществ на трубы наносят пояски желтого цвета (например, на моделях некоторых сельскохозяйственных машин по уходу за растениями). Модели погрузчиков, кранов, транспортеров предпочтительно окрашивать в цвета желтых оттенков, а модели крупных транспортных средств, кроме того, должны иметь полосатые черно-желтые бамперы. Во многих случаях функциональная окраска преследует цель скрыть объект на общем фоне. Такую окраску имеют, как правило, модели объектов военной техники. С психофизиологической точки зрения можно отметить «температурные» и «весовые» характеристики цвета. Красные, оранжевые, желтые оттенки называют теплыми, они как бы приближают предмет к наблюдателю, действуют на человека возбуждающе; красный цвет быстро утомляет. Фиолетовые, синие и зеленые оттенки, называемые холодными, наоборот, удаляют предмет, успокаивают. Оптимальными для зрения считаются зеленые оттенки — они снимают внутриглазное давление. Имеются данные о лечебных свойствах цвета, о его влиянии на производительность труда и т. п. Поэтому выбор цвета должен быть научно обоснованным. Вовсе не следует создавать цветовой климат, используя только зеленый цвет. Существуют приятные. Для человека цветовые и тональные гармонии, которые рекомендуются при оформлении интерьера, окраске машин, оборудования, составлении ансамблей одежды и т. д. Окрашивая модель или изделие собственной конструкции, следует помнить «весовую» характеристику цветов. Изделия черного или темных цветов кажутся более тяжелыми, чем светлые. Для поверхностей корпусов машинного оборудования рекомендуется выбирать нейтральные, успокаивающие глаз цвета, например светло-серый, серый, светло-зеленый. При использовании нескольких цветов нижнюю часть модели машины окрашивают в более темные тана, чем верхнюю. При этом центр тяжести как бы перемещается вниз, зрительно создавая впечатление устойчивости. Контрольные вопросы. 1. Что составляет основу композиции изделия? Что понимают под тектоникой? 3. Назовите основные объемно-пространственные структуры. 4. Какие факторы необходимо учитывать при конструировании промышленных изделий? 5. Назовите преимущества эскизного проектирования. 6. Для чего необходимо макетирование изделия в натуральную величину? 7. Что изучает эргономика? 8. Какие характеристики человека учитываются при конструировании предметов? 9. В каких случаях необходимо кодирование ручек управления цветом и формой? 10. Какие требования предъявляются к надписям на панелях, щитках и шкалах приборов?
ГЛАВА 3 ОСОБЕННОСТИ И МЕТОДЫ ОБУЧЕНИЯ КОНСТРУИРОВАНИЮ И МОДЕЛИРОВАНИЮ § 1. ОСОБЕННОСТИ И ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ УЧЕБНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ И КОНСТРУИРОВАНИЯ В профессиональном и учебном конструировании есть как общие черты, так и различия. Общим является то, что конструктору и учащемуся приходится решать конструктивные задачи и разрешать проблемные ситуации, причем это не всегда ведет к получению объективно нового результата (как, например, "в задачах, стоящих перед изобретателем). При выполнении конструкторских заданий к исполнителю предъявляется ряд требований. Прежде всего, нужен определенный уровень технических знаний и некоторый опыт наблюдения за работой технических устройств или практическое знакомство с ними. В этом отношении конструктор-профессионал, конечно, более подготовлен, чем учащийся. Однако, как показывают данные ряда исследований, это требование не всегда является самым главным в достижении успеха при решении творческой задачи. Можно привести много примеров, когда человек, не имеющий большого практического опыта и запаса технических знаний, выполняет задание на достаточно высоком уровне. Конструирование в учебном процессе предполагает, прежде всего, развитие творческих способностей учащихся в области техники. Установлено, что творчество учащихся имеет одинаковую с взрослыми психофизиологическую основу: стадии протекания, активность и напряжение мыслительных процессов в творческой деятельности детей подобны соответствующим моментам в творчестве взрослых. Для выяснения педагогического аспекта технического творчества в процессе конструирования прибегают к уточнению понятия новизны, которая может быть объективной или субъективной. В учебной деятельности важно, чтобы результат творческого решения был нов для самого учащегося. Получая продукт труда, обладающий даже субъективной новизной, учащийся развивает свои способности к творческой деятельности в области техники. Процесс обучения конструированию в учебном заведении всегда связан с изготовлением определенных объектов, работа же конструктора часто заканчивается разработкой технической документации, а изготовление опытного образца передается в другие руки. Существование продукта труда только в сознании или в виде чертежа не может удовлетворить подростка или Таблица 1. Последовательность моделирования и конструирования.
юношу. Для него сконструировать — значит не только сделать чертеж, во и изготовить техническое устройство. Конкретный технический объект, разработанный и изготовленный учащимся, служит не только критерием верности идей, умственных и практических действий, но их реализации, но и источником новых идей. Известно, что техническое мышление и способности наиболее успешно развиваются в деятельности, сочетающей творческие и исполнительские (практические) элементы. Выбор .объектов конструирования основывается на технических, психологических и дидактических требованиях: наличии вариативности в конструкторских решениях объекта; доступности (для данного периода обучения) выражения найденного решения в «графической форме; посильности изготовления и наличии соответствующего оборудования и инструмента, политехнической значимости объекта; технологичности; общественно полезной направленности конструирования. В учебной деятельности,, как и в профессиональной, процесс конструирования условно делится на этапы (гл. 1, § 2). На основе этого можно определить содержание и наметить последовательность работы учащегося при конструировании и изготовлении технического устройства или его модели (табл. 1). Представленная в таблице последовательность конструирования и изготовления объектов техники отражает процесс обучения учащихся моделированию и конструированию независимо от специфики изготовляемых объектов. В учебном конструировании очень важно, чтобы процесс создания объекта на всех этапах был доступным для ученика и проходил достаточно быстро. Прежде чем приступить к моделированию и конструированию, необходимо изучить теоретические вопросы: принцип работы устройства и техническую- характеристику проектируемого объекта, конструкционные и отделочные материалы, а при постройке технических моделей — их классификацию и унифицированные детали для изготовления. § 2. МЕТОДЫ ОБУЧЕНИЯ КОНСТРУИРОВАНИЮ На занятиях по техническому конструированию и. моделированию применяют различные методы и приемы обучения. Чем сложнее занятие и обширнее деятельность педагога и обучаемых, тем разнообразнее методы и приемы его проведения* Сведения о процессе, принципах и правилах конструирования педагог дает в виде объяснения, рассказа, беседы. Для создания чувственной основы приобретаемых знаний применяют методы демонстраций. Формированию конструкторских умений и навыков способствуют методы практической работы: инструктаж, упражнение в решении задач, коллективное обсуждение, манипулятивный метод, самостоятельная работа, подведение итогов. Выбор методов и их сочетаний на занятии зависит от содержания изучаемого материала и цели занятия. Остановимся на специфических методах обучения конструированию. Упражнения в решении технических задач. Решение задач — эффективное средство развития творческих возможностей учащихся, так как активная мыслительная деятельность является условием всякого творческого процесса. По содержанию технические задачи делятся на конструкторские и технологические. Кроме того, условно их можно подразделить на типовые и творческие. Способы решения типовых задач основаны на применении к конкретным условиям общих принципов, на подведении заданной частной ситуации под какое-то общее правило. Сами данные условия задачи указывают на алгоритм их решения. В задаче, условно называемой творческой, сформулировано определенное требование, выполнимое на основе знания законов физики или техники, но отсутствуют какие-либо указания (прямые или косвенные) на те явления или процессы, законами которых необходимо воспользоваться при решении задачи. В этой задаче связь между искомым результатом и способами решения многозначна. У творческих задач обычно несколько вариантов решения, а границы его неопределенно широкие. В настоящее время активно разрабатывается методика поиска вариантов решения творческих задач. Наиболее часто применяют такие методы, как «мозговая атака», алгоритм решения изобретательских задач (АРИЗ) и др. Суть метода «мозговая атака» заключается в том, что задачу решают последовательно две группы специалистов (по 6—12 человек). Первая группа только выдвигает различные идеи группа «генераторов идей» без доказательства, причем требуется предложить их как можно больше. Другая группа («экспертов») по окончании «атаки» оценивает выдвинутые идеи. В эту группу подбирают людей с аналитическим и критическим складом ума. Во время решения задачи запрещается критиковать высказываемые идеи даже скрыто (мимикой, жестом, улыбкой и т. п.). Если за определенное время задача не будет решена, то ее предлагают новому коллективу. Смысл АРИЗа состоит в том, что сначала в задаче выявляют техническое противоречие, а затем, применив в определенной последовательности совокупность логических приемов и правил, рассматривают относительно небольшое число вариантов и устраняют его. Конструкторские задачи в зависимости от общей цели деятельности классифицируют следующим образом: задачи на моделирование — создание объекта по уже известному или по рисунку, чертежу, схеме, эскизу; задачи на доконструирование — доработка или поиск отсутствующего звена (узла) технического устройства; задачи на усовершенствование или переконструирование—внесение конструктивных изменений для улучшения отдельных показателей работы технического устройства; задачи на конструирование по техническому заданию или собственному замыслу. Конструктору приходится решать задачи, по сути дела, на каждом этапе процесса конструирования технического устройства. Назовем условно их частными конструкторскими задачами. Например, на этапе «Разработка эскизного проекта» решают задачи по составлению эскизных набросков частей устройства, по их анализу и выбору рационального варианта. Чтобы овладеть процессом конструирования в целом и успешно конструировать, надо, прежде всего, научиться решать конструкторские задачи. Педагог заранее отбирает или составляет их для каждого этапа процесса конструирования, учитывая дидактические требования. Задачи должны быть посильными, соответствовать уровню усвоенных общеобразовательных и технических , знаний, практических умений, создавая, однако, объективные потребности в приобретении и дополнительных знаний и умений; проблемными, с четко выраженным практическим назначением. Содержание задач должно иметь политехнический характер, отражать современное состояние науки и техники, тенденции их развития, направление трудового обучения в школе, тематику кружковых занятий, производственное окружение. Очень важно, чтобы конструкторские задачи формировали интерес учащихся к определенному разделу техники, умение творчески применять приобретенные знания и практический опыт, имели новое для учащихся решение. Учитель должен быть уверенным в реальности задач, предлагая только такие, для которых известен хотя бы один вариант верного и интересного решения. При этом он сможет в любой момент оказать ученику помощь. Большое значение для учащихся имеет заинтересованность учителя в их успехе при решении задач, поощрение интересной догадки, а также использование в условиях задачи ситуаций, близких учащимся, привлечете исторического материала и т.п. Конструкторская задача решается в несколько этапов. Приступая к ее решению, главное внимание уделяют выяснению сути задачи и уточнению конечного результата (что желательно получить в идеальном случае). Этому в значительной мере способствует графическое изображение ее условия. После полного усвоения условия задачи переходят к ее анализу. Анализ проводится в целях выявления технического противоречия и вызывающих его причин. В ходе анализа ставят вопросы, которые помогают глубже проникнуть в содержание задачи, наметить пути устранения противоречия (что требуется определить в задаче или какова ее конечная цель, что мешает достижению этой цели, в чем причина затруднения, при каких условиях оно исчезает, не напоминает ли эта задача какую-либо из ранее решенных). Для облегчения поиска путей устранения противоречия и нахождения способа решения задачи можно предложить схему, где намечены отдельные этапы — шаги анализа задачи. Теперь нетрудно догадаться, что надо внести конструктивные изменения. Один из возможных вариантов показан на рис. 8. При подходе поршня к задней стенке цилиндра палец, штока входит в стакан. Сливаемая жидкость должна теперь проходить через маленькие каналы, профрезерованные в пальце штока. Поршень будет двигаться медленнее.  Рис. 7. Гидравлический цилиндр. Рис. 8. Вариант изменения конструкции для замедления движения поршня: / — стакан; 2 — палец. Следующий этап решения многих конструкторских задач — выполнение графических, графоаналитических или аналитических расчетов и последующая проверка их на практике. Применение схемы при решении конструкторских задач способствует формированию обобщенных способов действия, повышает творческую активность учащихся в поиске правильного решения. Предлагаем самостоятельно решить некоторые технические задачи. Задача 1. Заготовки одна за другой катятся по наклонному лотку (рис. 9). Как сделать, чтобы каждая последующая заготовка начинала скатываться, когда предыдущая достигнет конца лотка? Задача 2. Шарики трех размеров под действием собственного веса непрерывным потоком скатываются по наклонному лотку (ряс 10). Как осуществить непрерывную сортировку шариков на группы в зависимости от размеров? Задача 3. Заготовки загружены в вертикальный магазин, Сконструируйте устройство для поштучной выдачи заготовок, используя возвратно-поступательное движение штока (рис. 11). Заготовки движутся под действием собственного веса.  Задача 4. Рычажное измерительное устройство (рис. 12) имеет передаточное отношение 1:10. Сконструируйте такое же устройство с передаточным отношением 1 :100, не выходя за габариты данного прибора. Рис. 9. Наклонный лоток для роликов Рис. 10. Наклонный лоток для шариков.  Рис. 11. Магазин. Рис. 12. Рычажное измерительное устройство. 
Рис. 14. Гидравлический силовой цилиндр. Рис. 13. Устройство для зажима деталей. Задача 5. На рис. 13 показано винтовое устройство для зажима деталей. Недостаток его в том, что для снятия детали / нужно долго выкручивать винт. Попробуйте изменить конструкцию зажима, сделав его быстросменным, т. е. чтобы, повернув рукоятку 3 всего на Один-полтора оборота, можно было свободно выдвинуть стержень 2 вправо и снять деталь. Задача 6. В гидравлическом силовом цилиндре (рис. 14) жидкость может поступать либо в полость А, либо в полость Б. Сконструируйте устройство, обеспечивающее движение поршня в одну сторону быстро (холостой ход), а в другую медленно (рабочий ход). Остановимся на методах, которые применяются при решении конструкторских задач на занятиях в кружке и на уроках технического труда. Коллективное обсуждение вариантов конструкции (решения). Этот метод является разновидностью беседы и применяется на различных этапах конструирования объекта в зависимости от формы организации труда. Так, когда каждый конструирует свое изделие, коллективное обсуждение проводится при защите проекта, т. е. на четвертом этапе конструирования (см. табл. 1), при фронтальной и звеньевой формах организации работы — на втором и четвертом этапах. Следует заметить, однако, что деление процесса конструирования на этапы условно, так как подготовленность обучаемых не одинакова- более подготовленные быстрее, справятся с работой, чем менее подготовленные. Преподаватель решает сам, когда организовать обсуждения найденных вариантов. В качестве критериев при отборе лучших вариантов целесообразно взять такие, как совершенство конструкции, функциональность, воспитательное воздействие, технологичность. Более совершенной при прочих равных качествах считается простая в изготовлении конструкция с меньшим числом деталей и подвижных соединений и большим — унифицированных деталей и сборочных единиц. Функциональность определяется соответствием конструкции ее назначению, работоспособностью (предположительно), основными характеристиками и пр. Воспитательное воздействие конструируемого объекта зависит от его общественно полезной и политехнической значимости, посильности изготовления в данных условиях, возможности приобретения новых знаний и практических умений. Коллективное обсуждение варианта решения служит закономерным продолжением работы над конструкторской задачей. Однако же результат решения всегда нагляден, а наглядность может изменить направление поиска: сориентировать на внесение улучшений в предложенную конструкцию, а не на поиски новой, более рациональной. Поэтому при решении многовариантных задач коллективное обсуждение следует вести только после того, как будут предложены несколько вариантов. Метод коллективного обсуждения должен применяться и в процессе практического изготовления технического объекта: технологических процессов изготовления наиболее ответственных и сложных деталей, способов отделки изделия и пр. При обсуждении технологического процесса, прежде всего, знакомятся с техническими требованиями к качеству изготовления детали, затем проверяют, полностью ли использованы возможности оборудования, правильно ли выбраны базы (разметочные, установочные, измерительные), приспособления и инструмент; уточняют порядок чередования операций и переходов, способы контроля (пооперационного, итогового). Учащихся привлекают к установлению причин брака, поломки инструмента, к устранению отдельных неисправностей в оборудовании и приспособлениях. Все это воспитывает вдумчивое и критическое отношение к существующему процессу, стремление внести в него изменения, улучшить, т. е. формирует черты, присущие новаторам производства. Манипулятивный метод. Суть этого метода в том, что техническое устройство конструируется в процессе изготовления его упрощенного макета. Он позволяет сконцентрировать умственные усилия на решении конструкторской задачи до ее графического оформления. При графическом оформлении тратятся значительные силы, чтобы выразить мысль с помощью чертежа или рисунка. Манипулятивный метод освобождает от этих усилий для решения собственно конструкторской задачи. При этом для облегчения разработки и уточнения пространственных форм деталей обращаются к легко обрабатываемым материалам: пластилину, картону, бумаге, пластмассам. Изготовив макет, уточняют эскизы и, продолжая конструирование, вносят изменения и дополнения. Макет служит важным ориентиром для уточнения формы и размеров как отдельных деталей и узлов, так и объекта в целом. Самостоятельная работа учащихся. Основной вид самостоятельной работы учащихся — выполнение технического задания на моделирование или конструирование. При этом учащимся приходится самостоятельно работать с технической литературой, решать конструкторские, технологические и организационные задачи, выполнять эскизы, чертежи, схемы, делать различного рода расчеты, изготавливать детали и собирать из них техническое устройство или модель, испытывать их в работе и вносить коррективы. Педагогическая эффективность самостоятельной работы учащихся во многом зависит от качества руководства ею на всех этапах выполнения заданий со стороны учителя. Он должен заранее продумать порядок выполнения технического задания на каждом его этапе, обучить рациональным приемам умственного труда, инструктировать перед выполнением очередной работы, наблюдать за ее ходом, своевременно оказывать учащимся помощь в преодолении возникающих трудностей, в исправлении допущенных ошибок и т. п. При изготовлении модели или технического устройства учащимся нередко приходится выполнять незнакомые им ранее операции или виды работ. Особенно часто это бывает в кружках, укомплектованных школьниками разного возраста. Чтобы постоянно не отвлекаться для сообщения теоретических сведений и проведения инструктажа по выполнению практических работ, полезно иметь краткие методические указания. Основой их могут быть либо инструкционно - технологические карты на выполнение наиболее распространенных операций или изготовление детален, встречающихся в моделях и технических устройствах, либо справочные таблицы, графики, расчетные формулы. Например, в кружке моделирования сельскохозяйственной техники полезно иметь указания по оконцовыванию, пайке и укладке монтажных проводов, расчету и изготовлению редукторов, подбору двигательной установки, выбору и установке источников питания, изготовлению колес из различных конструкционных материалов и др. Кроме того, нужны руководства и пособия по использованию на занятиях приспособлений, механизированного инструмента, станков. Все это облегчит работу руководителя, ускорит приобретение технических знаний и практических умений вновь прибывшими кружковцами, создаст наиболее благоприятные условия для развития самостоятельности и инициативы. Параллельно с основными занятиями желательно предусмотреть дополнительные в форме консультаций. Они особенно важны при разработке учащимися задания в графической форме и в процессе изготовления объекта. Консультации могут быть общими и индивидуальными и проводиться по графику или плану и без плана, по просьбе кружковцев. К проведению консультаций целесообразно привлекать специалистов — учителей физики, математики, черчения, родителей, шефов. Специалисты-родители и шефы могут оказать помощь в приобретении недостающих материалов, инструментов, подсказать темы для творческой работы учащихся, разработка которых полезна предприятию. Наблюдая за самостоятельной работой каждого ученика на всех этапах разработки технического задания, руководитель делает записи в своем дневнике или журнале о затруднениях ученика в выполнении той или иной работы, о пробелах в знаниях, намечает меры по оказанию ему помощи, пути стимулирования познавательной деятельности кружковцев, развития их самостоятельности, волевых качеств и вносит коррективы в ход занятий. Это дает возможность руководителю стимулировать познавательную деятельность кружковцев, развивать самостоятельность и волевые качества учащихся. Подведение итогов. После каждого практического занятия необходимо анализировать результаты работы: выявлять отступления от намеченных планов, устанавливать причины и определять пути устранения недостатков, вносить коррективы в план работы. В конце учебного года формой подведения итогов работы может быть участие кружковцев в массовых мероприятиях— соревнованиях, выставках, показательных выступ* лениях. Варианты решения задач (см. рис. 9—14).
Рис. 15. К задаче 1. Рис. 16. К задаче 2.   Рис. 17. К задаче 3. рис. 18 к задаче 4  Рис. 20. К задаче 6. В паз входит хвостовик болта 4. Движением рукоятки 3 деталь / посылают на место, а затем поворотом рукоятки — зажимают. Чтобы стержень 2 самопроизвольно не отошел от детали, угол подъема винтового паза должен быть меньше угла трения. б. В одном из подводящих каналов (шлангов) устанавливается клапан (рис. 20), состоящий из корпуса /, звездообразной шайбы 2 с дроссельным отверстием в середине и штифтов 3. При подаче жидкости справа (I) шайба прижимается к буртику корпуса. В этом случае жидкость может протекать лишь через дроссельное отверстие в шайбе, и поршень будет перемещаться медленно. При подаче жидкости слева (II) шайба прижимается к штифтам. В этом случае жидкость может протекать не только через дроссельное отверстие, но и через впадины звездообразной шайбы, и поршень будет перемещаться быстро. § 3. СОРЕВНОВАНИЯ МОДЕЛИСТОВ Соревнования моделистов — один из стимулов технического совершенствования моделей. Они не только выявляют качество моделей, но и способствуют углублению технических знаний, развивают стремление использовать их для достижения успеха, воспитывают волю, характер. Существуют различные виды соревнований: на первенство (личное или командное) — в учебном заведении, районе, городе, области, а для тренировки и подведения итогов работы за год — внутри группы или кружка. Чтобы соревнующиеся были в равных условиях, в начале учебного года планируют постройку моделей, имеющих примерно одинаковые габаритные размеры, мощность двигательной установки и т. п. Модели должны отвечать требованиям, изложенным в положении о соревнованиях. На занятиях необходимо научить кружковцев готовить модели к соревнованиям, ознакомив их с правилами запуска и предварительной регулировкой модели, работать с моделями на старте, выяснять причины неудачных запусков и быстро устранять дефекты. Для этого во время тренировок следует условно создавать неисправности и на них показывать учащимся, как нужно анализировать причины неудач и правильно выбирать способы их устранения, теоретически обосновывая неудачные старты. Для подготовки соревнований создают оргкомитет, который определяет место их проведения, материальное обеспечение, призы, назначает судейскую коллегию, начальника соревнований и коменданта. Характер соревнований и система зачета устанавливаются «Положением о соревнованиях», которое, разрабатывается заранее и утверждается организацией, проводящей эти соревнования. В нем определяются цели соревнования, состав команд и технические требования к моделям, обеспечение соревнований, система зачета, награждения победителей, срок приема заявок. В технических требованиях указывается, какие классы моделей участвуют в соревнованиях, наибольшие их размеры (согласно классификации), тип двигателя (площадь поверхности паруса), кроме этого, для судомоделей — скорость на дистанции и ее длина, для авиамоделей — максимальный рабочий объем двигателя, время его работы, площадь несущей поверхности, масса, удельная грузоподъемность, для радиоуправляемых моделей — длина леера, а также по каким правилам (кем и когда выпущены) проводятся соревнования. Некоторые модели (радиоуправляемые, модели-копии и др.) до начала соревнования проходят стендовую оценку. При этом учитывают общее впечатление о модели, сложность изготовления, соблюдение масштаба, качество отделки и выставляют баллы за соревнования. Обычно соревнования моделистов предполагают решение комплексной цели: розыгрыш лично-командного первенства, пропаганду развития моделизма {авиа-„ судо-« т. п.), выполнение учащимися разрядных норм и повышение спортивного мастерства, обмен опытом в постройке и запуске моделей, отбор моделистов для участия в соревнованиях более высокого уровня. Воспитательное значение соревнований огромно — они наглядно показывают, чему научились учащиеся на занятиях в кружке. Контрольные вопросы. 1. В чем различие между профессиональным и учебным конструированием? 2. Каким требованиям должны удовлетворять объекты для конструирования в школе? 3. Каково содержание деятельности учащегося при постройке модели и при изготовлении технического устройства? 4. Какие методы применяют при обучении конструированию? 5. Какова методика решения конструкторской задачи? 6. Какие преимущества и недостатки имеет метод коллективного обсуждения варианта конструкции? 7. Каковы воспитательные возможности манипулятивного метода? -8. В чем особенность самостоятельной работы при обучении конструированию? 9. Как организовать соревнование моделистов? |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Похожие:
 |
Лаборатория «Конструирования, моделирования и технологии швейных... Наличие доступа к информационным системам и информационно-телекоммуникационным сетям |
|
Пояснительная записка Программа предназначена для реализации работы по ознакомлению детей с искусством конструирования и моделирования из бумаги в условиях... |
 |
«утверждаю» Председатель Госкомитета РФ по физической культуре, спорту и туризму А д. П. Боголюбов (спецподготовка велосипедистов), В. А. Валуев (спецподготовка водников), В. В. Говор (общие вопросы), А. В. Затонский... |
|
Программа конструирования и робототехники «роботрек» Направленность дополнительной общеразвивающей программы (доп) конструирования и робототехники «роботрек» – техническая |
|
Пояснительная записка Цели, стоящие при обучении основ робототехники... Освоение знаний об основах робототехники, конструирования, программирования, об основных принципах механики, о методах и этапах моделирования,... |
|
Урок конструирования: его можно рассматривать как отдельный тип урока,... Сегодня метапредметный подход и метапредметные результаты обучения рассматриваются в связи с формированием универсальных учебных... |
|
Дипломная работа по специальности 230401. 65 «Прикладная математика»... Исследование проблемы моделирования феномена самосборки и разработка требований к инструментальным средствам моделирования |
|
I. общие вопросы технической мелиорации грунтов королев В. А Госты, инструкции, методические указания и рекомендации по тем или иным методам, а также литература, затрагивающая всевозможные общие... |
|
От моделирования к проектированию 2-е издание, исправленное и дополненное Я 804 Образовательная среда: от моделирования к проектированию. — М.: Смысл, 2001. — 365 с |
|
Г лава Установление вида, модели нарезного оружия по стреляной пуле и гильзе |
|
Поставьте вопросы, на которые вы бы хотели получить ответ в рамках мастер-класса? Цель: создать условия для учащихся для конструирования и программирования механического аллигатора, который бы мог открывать и захлопывать... |
|
Решением Комиссии Таможенного союза от 18 октября 2011г. №823 Перечень... Безопасность машин. Основные понятия, общие принципы конструирования. Часть Основные термины, методология |
|
Общие вопросы по пп1318 Общие вопросы по пп 851 Российской Федерации (со стороны Заказчика) и ООО «РуНетСофт» (со стороны Исполнителя), в период с 03. 02. 2014 г по 10. 05. 2014... |
|
Технические требования Лаборатория исследований аварийной авиационной техники (АТ) и моделирования отказов из состава отдела организации и контроля исследований... |
|
Фрезерная обработка на станках с чпу Модель tlv-850ii предназначена для выполнения фрезерной обработки деталей с возможностью предварительной подготовки управляющих программ... |
|
«Набор матриц и приспособлений стоматологических для моделирования пломб «тор вм» Матрицы и приспособления стоматологические для моделирования пломб «тор вм» в составе |