Техническое моделирование

Техническое моделирование в книге А.П. Журавлевой и Л.А. Болотиной [22] рассматривается как один из видов конструирования. В пособии «Методика трудового обучения» для вузов [15] техническое моделирование определяют как особый вид технического труда, результатом которого является модель технического объекта (машины, механизма, прибора, орудия труда) или технического сооружения (различных зданий, мостов и т.д.). Объектом моделирования может стать и техническая игрушка.

Исходя из того, что задачи на моделирование относятк элементарной форме конструкторско-технических задач, техническое моделирование можно считать простейшей формой технического конструирования. Организуя уроки по техническому моделированию, учитель должен учитывать следующие требования:

- уроки по техническому моделированию должны развивать и направлять интересы детей;

- на уроках необходимо знакомить учащихся с различными техническими объектами, общими принципами и действиями машин и механизмов, с основными законами, положенными в основу технических устройств;

- выбираемые объекты для изготовления должны отражать достижения современной техники. Для изготовления необходимо рекомендовать учащимся наиболее известные транспортные, строительные, сельскохозяйственные, технологические, энергетические и бытовые машины.

- объекты моделирования должны соответствовать возрастным особенностям и техническим интересам учащихся, поэтому для моделирования необходимо подбирать объекты, которые не перегружены второстепенными деталями, чтобы ребенок мог по модели более четко представить основные части, узлы, детали и функции оригинала;

- готовясь к уроку, учитель должен подбирать такие объекты для изготовления, чтобы в работе над моделью ученик использовал графические знания, разные способы обработки материалов, разные способы сборки узлов для своих машин.

Предметами труда при изготовлении технических объектов могут служить: бумага, картон, древесина, металл, готовые геометрические формы (коробки, банки, флаконы, заготовки из различных материалов и др.), детали набора различных конструкторов

Организуя уроки технического моделирования, учитель ставит следующие задачи:

- формировать, расширять и систематизировать технические знания и политехнический кругозор учащихся;

- формировать умения и навыки работы с инструментами и приспособлениями по обработке различных материалов;

- формировать техническое и технологическое мышление, проектную деятельность;

- способствовать формированию самостоятельно решать различные конструкторские задачи, обосновывать цель деятельности;

- развивать воображение, смекалку, изобретательность и интерес к поисковой творческой деятельности.

Значение технического моделирования в воспитании учащихся в том, что оно расширяет технический кругозор детей, формирует конструкторские знания и умения, навыки проектирования, развивает техническое и технологическое мышление и интерес к технике. В процессе работы с металлическими конструкторами дети осваивают приемы работы с гаечным ключом и отверткой, изучают «правило винта», у детей имеется возможность узнать интересные сведения о технике, наблюдать физические явления, и различные свойства материалов. Уроки технического моделирования позволяют формировать представления о новейших достижениях технического прогресса, обобщенное представление об устройстве машин и механизмов, овладевать технической терминологией.

Машиной называют механизм, созданный человеком для преобразования энергии в полезную работу, имеющий агрегаты - двигатель, передаточное устройство, рабочий механизм, органы управления и др.

Узлом называют разъемное или неразъемное соединение взаимно связанных между собой деталей. Узел состоит из отдельных деталей, которые имеют точное название и назначение.

Деталью называют часть узла, в которой нет разъемных или неразъемных соединений. Деталью могут служить болт, гайка, зубчатые колеса, ось – детали общего назначения или поршни двигателей, лопатки турбин – специального назначения.

Макетом называют [42] объемное воспроизведение внешнего вида объекта с точным соблюдением пропорций. Макеты – статические объекты, которые передают внешние признаки объекта и дают общее представление об изучаемом объекте.

Модели бывают как статические, так же и динамические. Моделью в техническом моделировании называют [22] трехмерное изображение предметов или их частей в уменьшенном масштабе при некоторой схематизации и условности изобразительных средств, однако, с обязательным соблюдением внешнего сходства и пропорций частей. Часто модель выступает как обобщение определенного класса логически общих предметов и явлений и позволяет изучать и наблюдать основные признаки явлений, их функции и особенности протекания (физические процессы, протекающие в реальных объектах, электрические процессы, аэродинамические законы и др.) или предметов целого класса (модель автомобиля, парусника, самолета, подъемного крана и др.).

В образовательных программах по трудовому обучению отводится несколько часов для работы с разными видами конструкторов. В настоящее время появилось множество конструкторов, позволяющих разнообразить деятельность детей на уроках, развивать их творческие способности.

Конструкторы металлические сделаны из легких и прочных сплавов металла, состоят из следующих деталей: полосы разной длины, пластины, плато, угловые планки, уголки, колеса, диски, оси, втулки, шпильки, гайки и винты.

В электроконструкторах имеются все необходимые детали для сборки электрифицированных изделий, проведения простейших опытов с электричеством.

Универсальные конструкторы имеют гораздо большее число деталей и позволяют конструировать модели не только те, которые изображены в альбомах-вкладышах, но и создавать множество собственных конструкций.

Конструкторы строители. Наиболее распространены деревянные конструкторы типа «Складыш», которые изготовлены из твердых пород древесины. Количество деталей в таких конструкторах может быть более 100 наименований. Такие конструкторы наиболее удобны на начальных этапах обучения конструированию.

Конструкторы типа «Лего» очень популярны в наши дни. Такие конструкторы делают из прочной и яркой пластмассы. Эти конструкторы позволяют делать разнообразные технические модели и освоить различные способы каркасного конструирования.

Техническое конструирование на уроках труда представляет собой процесс создания технических объектов с частичным или полным выполнением посильных для учащихся проектов и расчетов. Поэтому начинать обучение техническому моделированию и конструированию следует с освоения техники сборки не сложных изделий из крупных деталей. Для этой цели лучше использовать деревянные или пластмассовые конструкторы.

Прежде, чем начать работу с конструкторами, необходимо ознакомить детей с его деталями и расположением каждой из них в коробке. Далее следует ознакомить с правилами работы и правилами пользования инструментами. Особое внимание следует обращать на правильное название деталей, инструментов и конструкций. Например, дети путают названия таких деталей как болт и винт, необходимо научить их различать эти детали. Авторы книги «Начальное техническое моделирование» [22] предлагают завести тетрадь для записи новых технических терминов.

Методика обучения конструированию в начальных классах, в отличие от дошкольного образования, освещена не достаточно в методической литературе. В разных источниках приводятся примеры организации отдельных этапов конструирования. Авторы пособия «Методика трудового обучения» А.М. Гукасова, Е.И. Мишарина и др. [16, стр. 89] предлагают осуществлять обучение конструированию в три этапа.

1 этап – обучение конструированию, выполнение задания:

1) точно по образцу;

2) по образцу с внесением изменений (цвет деталей, их количество), но с сохранением конструкции изделия;

3) по образцу с внесением изменений в конструкцию изделия;

4) точно по рисунку, в котором ясно видны все части и детали модели;

5) по рисунку, изменив в цвет, количество деталей или конструкцию модели.

II этап – обучение конструированию с элементами творчества:

1) по тематическому заданию;

2) по техническому условию.

III этап – конструирование по собственному замыслу.

Организуя занятия по техническому моделированию, учителю необходимо проверить обеспеченность всеми необходимыми инструментами и материалами. Все инструменты должны быть исправны, размеры и вес их должны соответствовать физическим и анатомическим особенностям детей. Использование инструментов, предназначенных для работы на промышленных предприятиях, приводит к неправильному формированию умений, переутомлению мышц руки и снижению качества работы.

Исторические сведения, занимательный материал о технике, методика проведения опытов на таких уроках изложена в книгах «Книга о самых первых», «Наблюдения и опыты на уроках труда», «Мои первые научные опыты» [70, 43,] и др.

Контрольные вопросы.

1. В чем отличие технического моделирования и художественного конструирования?

2. Какое влияние на развитие детей оказывает конструирование?

3. Какие требования предъявляются к изготовлению технических изделий в начальных классах?

4. Какие требования предъявляются к инструментам, используемым в конструировании?

5. Назовите выразительные средства художественного конструирования.

6. Как определяют в искусстве слово «орнамент»?

7. Какую цель преследует мастер, используя орнамент в отделке изделий?

8. Назовите изобразительные средства орнамента.

9. Какие виды орнамента выделяют по способам его построения?

10. Какие виды орнамента выделяют по способу изображения мотивов?

Задания для самостоятельной работы.

1. Подобрать материалы для разработки бесед с учащимися начальных классов о народном творчестве.

2. Разработать рекомендации по соблюдению правил безопасной работы с инструментами и приспособлениями, используемые на уроках по техническому моделированию, разработать таблицы по правилам техники безопасности с монтажными, режущими и колющими инструментами.

Задания для лабораторной работы.

1. Проанализировать программы трудового обучения (1-4 классы) по теме «Техническое моделирование», выбрать для каждой ступени обучения наиболее привлекательные на ваш взгляд изделия. Изготовить по одному изделию, рекомендованному программой, для использования в качестве образца на уроках труда в 1, 2, 3, 4 классах.

2. Разработать по 1 уроку по техническому моделированию и художественному конструированию.

3. Подобрать необходимую техническую документацию, предлагаемую авторами - разработчиками различных конструкторов и изготовить один технический объект по готовым инструкциям.

4. Разработать графические инструкционные карты по технологии изготовления одного из технических объектов.

5. Изучить способы соединения крепежных деталей из набора «Конструктор», разработать графические инструкционные карты для обучения детей способам сборки различных узлов технических игрушек.

6. Изготовить творческую работу по одному из видов конструирования.