CC BY
339
5. Савченко О.Я. Дидактика початково! освгги: пдручн. / О.Я. Савченко. -К.: Грамота, 2012. - 504 с.
ТЕХНИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ В ПРОЕКТНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ УЧАЩИХСЯ НА УРОКАХ ТЕХНОЛОГИИ
© Рябенко О.Н.*
Митрофановская средняя общеобразовательная школа, Воронежская область, с. Митрофановка
Данная статья посвящена вопросам организации занятий по техническому моделированию на уроках технологии в общеобразовательных школах. Развитие у учащихся технического мышления и творчества невозможно без формирования у них элементов конструкторских знаний и умений. На уроках технического моделирования могут быть созданы наилучшие условия для развития творческих способностей у учащихся. В статье рассмотрены основные задачи, ставящиеся на таких уроках и методические рекомендации по их организации и проведению.
Компетентностный подход в обучении школьников на уроках технологии требует развития их технического мышления, элементов конструктор-ско-технологических знаний и умений, их практического применения, технического творчества.
Эти задачи поможет решить техническое моделирование, введенное в проектную деятельность учащихся, как правило, во второй половине учебного года.
Моделирование на уроках технологии способствует развитию технической смекалки школьников, формированию у них технических знаний и умений, ознакомлению их с основными принципами и правилами конструирования. В процессе изготовления моделей учащиеся закрепляют свои первоначальные знания и умения по выполнению различных технологических операций при обработке металла, древесины и пластмасс, а также ведут сборку, регулировку и испытание изделий.
Изготовляя техническую модель, ученик усваивает принцип ее работы, закрепляет знание физических и других законов, на которых она базируется. Одновременно школьник узнает о назначении и применении моделируемой конструкции, учится читать чертежи и составлять эскизы, планировать технологический процесс и организовывать свою деятельность. Он по-своему изменяет и дополняет конструкции, обеспечивая качественное изготовление модели.
* Учитель.
На занятиях в учебных мастерских, учитывая возможности школьников, можно вести речь об изготовлении ими упрощенных моделей, таких, которые раскрывали бы принципы действия и конструкции различных технических устройств.
Для учащихся У-УШ классов доступным является моделирование лишь главного в объекте - основных движений (движения резания и подачи в металлорежущих станках) и механизмов, без детализации конструкции.
Причем нужно сразу отделить понятия «модель» и «макет». Макет - это схематическое объемное изображение (например, макеты внешнего вида здания, местности и др.). Они помогают представить предмет в общем виде. Модель же полностью или в основных узлах копирует объект; обычно модели изготовляют действующими, они имеют определенное целевое назначение.
Однако моделирование не должно быть сведено только к изготовлению модели и его испытанию. Важно использовать стремление ребят увидеть предмет готовым, действующим, чтобы с помощью построенной модели можно было показать применение каких-либо физических законов для создания конструкции, ознакомить с элементами техники, развивая одновременно конструкторские способности школьников. При этом надо уметь выбрать объект моделирования. Учебные приборы, пособия, механизмы, современные машины и аппараты особенно привлекательны для школьников.
Моделирование принципов действия различных устройств позволяет упрощать конструктивные решения, делать их доступными для учащихся. Однако упрощение изделий создает у ребят ложное представление о современных элементах конструкций. Этого не случится, если школьники будут обучаться типовому устройству машин, механизмов и др. путем сравнения полученных ими изделий с действительными. Замена таких конструкций на упрощенные должна объясняться учителем. А всякое конструктивное изменение, упрощение устройств, выполненное учениками для заданных условий, необходимо поощрять, хотя нужно стремиться и к тому, чтобы внешне модель была похожа на настоящую машину.
Доля самостоятельного участия школьников в разработке конструкции модели и технологии ее изготовления различна зависит от их возрастных особенностей и объектов моделирования.
Ещё в 50-е годы профессор С.М. Шабалов [4] рекомендовал ставить перед учащимися следующие задачи по конструированию:
1. Проектирование устройства заданной конструкции.
2. Перенесение принципа действия с одной конструкции на другую.
3. Восполнение в конструкции недостающего звена.
4. Проектирование схематически заданной конструкции.
5. Конструирование предмета по заданным техническим требованиям.
6. Конструирование по собственному замыслу.
Эти задачи представляют определенный интерес, и их следует использовать в работе учителя. Однако следует учесть, что не все из них правомер-
ны в постановке перед учащимися в сформулированной выше форме. Так, нельзя требовать от школьников проектировать устройства заданной конструкции. Когда конструкция известна, учащимся остается лишь изготовить ее. В этом деятельность школьников будет репродуктивной. Однако в ходе изготовления с целью получения изделий высокого качества учащимся приходится решать ряд технологических задач. При этом они могут улучшать конструкцию отдельных деталей путем изменения их элементов, форм, поверхностей, замены материала, выбора других заготовок и др., т.е. в процессе работы возможно решение учащимися конструкторских задач по изменению конструкции деталей. Это наиболее простые задачи.
Перенесение принципа действия с одной конструкции на другую - сложная задача. По сути, это конструирование целого изделия по заданной принципиальной или кинематической схеме. Более простой является задача на восполнение в конструкции недостающего звена, например детали. Такого рода задачи возникают перед учениками в момент сборки изделий, когда они убеждаются в отсутствии «недостающих» звеньев. Сообразуясь с местом установки деталей, зная их назначение и принцип работы, ученики уже в V классе могут конструировать простейшие детали (валики, оси, соединительные косынки, планки и др.).
С целью расположения задач моделирования в порядке их усложнения необходимо после задач на восполнение в конструкции недостающего звена ставить задачи на перенесение принципа действия с одной конструкции на другую.
Обоснована постановка заданий на проектирование схематически заданной конструкции. Восьмиклассники могут выполнять простейшие из этого типа задач. Однако задачи на конструирование предмета по заданным техническим требованиям необходимо ставить перед учащимися до решения ими задач на конструирование по схематически заданным конструкциям. Здесь нужно условиться о содержании технического требования. В него включаются сведения о назначении устройства, его применении и принципе действия, об основных параметрах (данных) конструкции, а также кинематическая или принципиальная схема.
Проектировать схематически заданную конструкцию сложнее из-за отсутствия других сведений о ней. Тем более большую трудность вызовет у школьников задача на перенесение принципа действия с одной конструкции на другую. В этом случае решение будет успешным, если учащимся удастся изменить сам принцип работы, преломить его в иной конструкции, отличной от заданной. Кроме того, здесь нужно будет переконструировать, т.е. изменить конструкции других узлов и деталей проектируемого устройства.
Решение конструкторских задач по схемам или по техническим требованиям облегчается, когда в наличии имеются действительные конструкции или их части. Они служат опорой для действий учащихся, помогают им в про-
странственном мышлении. Такие задачи доступны для учеников У11-УШ классов после специального обучения.
Конструирование предмета по собственному замыслу затруднительно для подростков. Ученики У11-УШ классов не могут, например, самостоятельно сконструировать различные механизмы и оборудование. У них нет необходимых для этой цели знаний и опыта. Успех здесь может прийти только после ознакомления учащихся с различными конструктивными решениями, объектами техники, при систематических упражнениях в выполнении более простых, названных ранее конструкторских задач. Многое зависит от выбора объектов конструирования. Следует заметить, что конструирование предмета по собственному замыслу связано с разработкой оригинальных, целесообразных конструкций, отличных от уже известных учащимся. Несмотря на то, что эти задачи сложны для подростков, постановка их возможна на заключительной стадии обучения.
Моделирование можно вести по двум видам технической документации: по подробной (исчерпывающей) и по неполной.
Кроме того, часто модели делают по их образцам, т.е. по готовой модели или ее деталям. В этом случае, прежде чем приступить к изготовлению модели, учащимся предлагают составить эскизы деталей и уже по ним изготовлять изделие. Работать непосредственно по образцам деталей не рекомендуется, так как это противоречит производственной практике.
Основной технической документацией на уроках технологии являются технические задания, сборочные и рабочие чертежи, а также эскизы и технические рисунки, технологические карты, кинематические и принципиальные схемы. (Технические требования включают в чертежи).
Моделирование на уроках труда начинается с объяснения технического задания на изготовляемую модель. Учитель изображает на классной доске кинематическую схему объекта моделирования, приводит плакат с изображением сборочного чертежа модели, а в У-У1 классах дополняет чертеж техническим рисунком, объясняет назначение и действие модели, указывает основные параметры ее и цель работы.
Учитель разъясняет общие требования, предъявляемые к современным конструкциям: прочность, износоустойчивость, хорошая обрабатываемость, малый вес, низкая стоимость и высокая надежность. Все это должно выражаться в безотказной работе устройства в заданных условиях.
Нужно ознакомить ребят с порядком проверки законченного изделия. Проверять (контролировать) следует по чертежам.
Точность изделия оговаривается в технических требованиях на чертеже или ее отдельно указывает учитель.
Приемлемой формой организации практической работы учащихся по техническому моделированию является групповая форма обучения. Группы (3-4 ученика) изготовляют по одной модели. Лучше, если все группы дела-
ют модели одного назначения; учителю легче организовать фронтальное объяснение, инструктаж и решать другие задачи урока.
Групповая форма позволяет изготовить модель в пределах времени, отведенного планированием на проектную деятельность. Кроме того, коллективная работа учащихся повышает ответственность каждого за порученное дело.
При фронтальной форме организации уроков, когда каждому ученику поручается, выполнить модель (весь класс делает одинаковые модели), изготавливается большое количество изделий, использование которых ограниченно. Устранение этого недостатка, например, путем изготовления изделий по заказу или для учащихся (каждый учащийся выбирает «свое» изделие, а в школе оставляют только образцы работ) облегчает решение вопроса. Когда каждый учащийся изготавливает разные модели - индивидуальная форма организации, работа учителя затрудняется. Он не может организовать фронтального объяснения, не всегда успевает своевременно провести инструктаж.
Какие объекты должны стать предметом моделирования на уроках технологии. Это решается в каждом случае по разному. Например, моделирование автомобиля в разных классах можно выполнить следующим образом. Каждый класс моделирует определенный тип автомобиля. В V классе моделируют автомобиль, действующий от резиномотора или от толчка руки. В VI классе конструкция дополняется рулевым управлением и тормозом; привод механический - заводной пружинный механизм. В VII классе в устройство модели автомобиля вводят новые элементы (допустим, механизм подъема кузова), моделируют отдельные узлы; привод осуществляется от электродвигателя.
Подготовка учителя труда к урокам технического моделирования должна начинаться с уяснения целей и задач каждого занятия, планирования учебного материала и выбора объекта моделирования.
Учитель заранее готовит плакаты сборочных чертежей модели, их технические рисунки и чертежи деталей, составляет технологические карты на основные детали, а также технические задания, кинематические и принципиальные схемы моделей. Под руководством учителя подбираются заготовки, вспомогательный материал, оснащаются рабочие места.
Учитель обращает внимание школьников на организацию сборки моделей, порядок сборки и способ соединения деталей и узлов. В заключение под его руководством проводится испытание модели, во время которого школьники объясняют порядок испытания и работу объектов моделирования.
На каждом уроке по моделированию решается один или несколько из приведенных вопросов и задач. Некоторые из них возникают повторно в связи с изготовлением новой детали.
На первом уроке по моделированию учитель ведет объяснение понятия моделирования и разъясняет техническое задание на изготовление модели. Именно при помощи технического задания создается возможность расска-
зать учащимся о цели работы, определить конечные результаты ее, чтобы выдержать основные технические данные (нагрузка, габаритные размеры, число оборотов и др.), в соответствии с которыми должно пройти испытание модели. В техническом задании указывается также принцип действия конструкции и применение изготавливаемой учащимися модели.
После организации урока учитель выдает учащимся задание на чтение чертежей (изучение конструкций) объектов изготовления или составление эскизов.
Заметим, что изучение конструкций деталей модели не может быть решено на одном, тем более на первом уроке по моделированию, а продолжается и на других занятиях. Нужно не сдерживать стремление учеников быстрее начать работу. Поэтому уже на первом-втором занятии каждому ученику нужно дать задание на изготовление детали; затем он выбирает заготовку, составляет технологический план и после подготовки рабочего места приступает к работе. В процессе изготовления перед ним возникают новые задачи: правильно установить и закрепить заготовку в тисках, выполнить рабочие приемы и операции.
Учителю нужно постоянно следить за действиями учащихся, не допуская неправильного выполнения задания. Здесь же он требует от школьников контролировать изделия по чертежу (текущий и заключительный контроль).
На третьем, четвертом и последующих занятиях по техническому моделированию после изготовления отдельных деталей, при выполнении частичной сборки, а затем и окончательной перед учащимися следует поставить конструкторские задачи.
В заключении хотелось бы заметить, что моделирование, по сути, является заключительным этапом проектировочных работ в конструкторских бюро и на производстве, и его применение на уроках технологии существенно расширяет возможности технического развития учащихся, будущих инженеров.
Список литературы:
1. Бешенков А.К. Трудовое обучение в школьных мастерских. - М.: Учпедгиз, 1963.
2. Занятия по техническому труду в школьных мастерских IV-VI классы. Метод. разработки / Под ред. канд. пед. наук А.Г. Дубова. - М.: «Просвещение», 1971. - 368 с.
3. Занятия по техническому труду в школьных мастерских IV-VI классы. Метод. разработки / Под ред. канд. пед. наук А.Г. Дубова. - М.: «Просвещение», 1972. - 208 с.
4. Шабалов С.М. Политехническое обучение. - М.: Изд-во АПН РСФСР, 1956.
