Элементы конструкторской деятельности на уроках технологии

Целью введения темы “Элементы конструкторской деятельности на уроках технологии” в программу обучения мальчиков 5-8 классов является формирование творческой личности ребёнка, его умственного развития через овладение навыками конструирования.

Задачи этого раздела курса “технологии”:

• развитие пространственного представления и мышления;
• формирование способности анализировать, сравнивать, обобщать, самостоятельно приобретать знания, творчески действовать в нестандартных ситуациях;
• формирование навыков решения конструкторско-технологических, творческо-конструкторских задач в процессе изготовления изделий из бумаги, дерева, металла, пластмассы, бросового материала;
• воспитание культуры общения, формирование умения преодолевать трудности, действовать сообща, планировать свои действия.

Методы обучения начальным навыкам конструкторской деятельности: практические, наглядные, словесные, поисковые, игровые.

Согласно Б.М.Теплову, творческой деятельностью, в собственном смысле слова, называется деятельность, дающая новые оригинальные продукты высокой общественной ценности.

Школьники же, за исключением немногих, не могут создать изделия, имеющие общественную новизну и значимость. Поэтому, такое определение для общеобразовательной школы не может быть принято.

Творчество школьника, считает И.П.Волков, это создание им определённого продукта, изделия (решение задачи), в процессе работы над которыми, самостоятельно применены усвоенные знания, умения, навыки, в том числе осуществлён их перенос, комбинирование известных способов деятельности или создан новый для ученика подход к решению (выполнению) задачи. В творческом процессе мысленно создаётся образ будущего объекта, идёт непрерывный самостоятельный поиск наилучших вариантов достижения желаемого результата.

Творчество надо отличать от бессмысленного фантазирования (случайного манипулирования объектами).

Одним из видов творческой деятельности является конструирование. По самой своей природе техническая задача связана с поисковой деятельностью.

Термин конструирование обозначает построение, приведение в определённое взаиморасположение различных предметов, частей, элементов. Процесс конструирования направлен на построение модели проектируемого объекта, удовлетворяющей требованиям соответствия формы и содержания задуманного.

Конструирование как вид деятельности характеризуется целенаправленным поиском формы деталей, материалов для их изготовления, технологии изготовления, а также способов соединения деталей и их положения в пространстве с целью создания изделия с заданными свойствами. Конструирование представляет сложный комплекс умственных и практических действий. Этот процесс можно условно разделить на 2 этапа:

• этап замысла, где отображается собственная преобразующая деятельность мышления и воображения ребёнка;
• этап практической реализации замысла.

Эти этапы находятся в тесной связи, потому что детские замыслы уточняются и совершенствуются в ходе практической реализации. Ни один предмет школьной программы не даёт такой возможности теснейшего слияния теории с практикой, когда дети видят свои ошибки, допущенные в рассуждении, в чертеже, в расчёте, не в виде исправления учителя, а в виде бракованного изделия, которое необходимо переделывать.

Можно выделить следующие виды конструирования:

1. Конструирование по образцу (готовая постройка, схема, чертёж, план, рисунок, подробная устная инструкция). Это первый необходимый этап в развитии конструкторской деятельности.
2. Конструирование недостающих частей изделия.
3. Конструирование по модели. Перед учащимися – модель; детали же, из которых она состоит, а также способы соединения деталей не видны или видны не все. Дети самостоятельно конструируют детали (или подбирают имеющиеся готовые), определяют способы их соединения, сообразуясь с видимыми пропорциями, общей формой, назначением.
4. Преобразование образца с целью получения новых (заданных) свойств конструкции.
5. Конструирование по условиям-требованиям, которым должна удовлетворять будущая конструкция.
6. Конструирование по замыслу. Ребёнок самостоятельно определяет, как содержание конструкции, так и способы её выполнения.

Каждый из видов конструирования включает систему проблемных задач.

• Конструкторские задачи:

• На улучшение прочности, надёжности, устойчивости изделия.
• На выбор способов устранения вредного действия или явления (трения, коррозии, намокания и т.д.).
• На определение оптимальной формы, числа деталей, способов их крепления, выбор или замену материалов, необходимых для изготовления изделия.
• На внесение изменений, облегчающих модель и делающих более удобной её эксплуатацию.
• На внесение изменений в размеры с сохранением соразмерности частей и деталей изделия.
• На расширение или сужение параметров действия модели.
• На увеличение долговечности изделия.

• Технологические задачи:

• На выбор рациональных способов разметки и контроля.
• На использование приспособлений, экономящих усилия, время и материал, а также позволяющих выполнить очень трудные операции.
• На выбор технологии, позволяющей экономно использовать материал, свои усилия, уменьшающей количество операций при изготовлении и сборке изделия.
• На выбор технологии, позволяющей улучшить качество изготовляемого изделия.

• Организационно-технические задачи:

• На рациональную организацию труда в бригаде.
• На рационализацию рабочего места.
• На расширение параметров использования инструмента или приспособления.
• На совершенствование трудовых приёмов.

В зависимости от сложности объекта труда, уровня подготовленности детей, других факторов процесс решения проблемных задач на занятиях по технологии может выглядеть по-разному. Можно выделить 5 этапов практического решения творческой конструкторской задачи (в частности, не всегда обязательно наличие всех этапов):

• анализ условий задачи (назначение изделия, определение требований к нему);
• конструирование (подготовка эскиза или чертежа);
• разработка технологии изготовления изделия (определение перечня и последовательности операций, выбор материалов, инструментов, приспособлений, оборудования и др.);
• изготовление изделия (поиск, в процессе работы, наиболее оптимальных приёмов, способов обработки, а также внесение при необходимости изменений в конструкцию изделия и технологию его изготовления и т.д.);
• контроль качества готового изделия, выявление его недостатков, способов их устранения.

Эти этапы предоставляет учителю большие возможности для активизации мыслительной и практической деятельности учащихся. Важно при этом обеспечить максимум их самостоятельности. Дело учителя – постановка проблем, наводящих вопросов, сообщение справочной информации (или отсылка к соответствующей литературе) и т.п. Всё это надо делать с учётом возрастных возможностей ребят, уровня их подготовленности. Ещё одно условие эффективности подобной работы – систематичность и последовательность. Выполнению этого условия будет способствовать разделение объектов труда на группы по степени сложности:

1. Простые изделия из 1-3 деталей с простейшими соединениями: бумеранг (А.1.001)*; ракета воздушная (А.1.002); кузнецы (А.2.003); конфетница (А.2.004);
2. Многодетальные изделия с простыми соединениями: грузовик плоский (Б.4.001); центроискатель (Б.5.002); каток (Б.4.003)***; автомобиль легковой (Б.2.004); вертолёт (Б.1.005); флюгер**; весы, плечики для одежды, гимнаст на перекладине.
3. Многодетальные изделия со сложными соединениями: тренажёр электрический (В.5.001)***; портальный кран;
4. Подвижные изделия: двигатель ручной (Г.4.001); аттракцион “чёртово колесо”; двигатель водяной (Г.5.002).

*(А.1.001) – номер чертежа этого изделия. Как присвоены номера чертежам изделий, разберём на примере бумеранга, которому присвоен номер А.1.001:
А – группа, к которой относится изделие по степени сложности (бумеранг – простое изделие из 1-3 деталей);
1 – к какому виду конструирования относится изделие (бумеранг дети будут конструировать по образцу).
001 – порядковый номер в группе, к которой отнесено изделие по степени сложности.

**Чертежи этих изделий не прилагаются: флюгер, весы; плечики для одежды; гимнаст на перекладине; портальный кран, аттракцион “чёртово колесо”.

***Чертежи, заимствованные из разных источников: А.1.001; Б.4.003; В.5.001.

• Бумеранг (А.1.001). На доску проецируется чертёж изделия. Дети перечерчивают его на картон, вырезают и, научившись запускать, так, чтоб бумеранг возвращался, сдают изделие учителю, который проверяет точность изготовления и умение правильно запускать бумеранг. Можно провести мини соревнование на дальность полёта и точность приземления бумеранга.
• Ракета воздушная (А.1.002). Детям даётся полная инструкция по изготовлению изделия, и предоставляются необходимые чертежи и образец. Цилиндрический корпус предлагается изготовить из прямоугольного листа бумаги, одна сторона которого 120мм. Размер другой стороны дети устанавливают самостоятельно. В качестве подручного средства при склеивании корпуса используется круглая ручка, на которую накручивается бумага. Сначала на ручке склеивается трубка внутренняя длиной 130мм. Необходимо следить, чтоб при этом клей не пропитал наружные слои трубки. Если это произошло, то прежде, чем приступить к дальнейшей работе, необходимо высушить деталь. Далее на трубке внутренней (которая не снимается при этом с ручки), склеивается вспомогательный цилиндр из 2-3 слоёв бумаги. Он создаст необходимый зазор между трубкой внутренней и корпусом ракеты. Корпус ракеты склеивается на вспомогательном цилиндре. Для более точного приклеивания стабилизаторов к корпусу детям предлагается начертить круг, разделив его на 4 равных сектора. При приклеивании стабилизаторов корпус ракеты устанавливается в центр круга, а стабилизаторы на проведённые радиусы круга. С изготовленными ракетами тоже можно провести небольшое соревнование в конце урока.
• Кузнецы (А.2.003). Учащиеся изготавливают игрушку “Кузнецы” по имеющимся чертежам (при перемещении полос поз. 1 относительно друг друга кузнецы поз. 3 и поз 4 бьют по наковальне). Затем дети конструируют и прикрепляют наковальню. На эту деталь чертежей нет.
• Вертолёт (Б.1.005). На примере изготовления вертолёта дети учатся читать чертежи деталей, сборочные чертежи, изготавливать детали из фанеры, жести, изготавливать и собирать изделия по чертежам, знакомятся с некоторыми способами подвижного соединения деталей в изделии. При выполнении данной работы количество устных инструкций учителя сводится к минимуму, дети работают по чертежам.
• Автомобиль легковой. (Б.2.004). Мальчикам даётся чертёж корпуса автомобиля легкового (Б.2.004) и модель изделия, в которой нет колёс. Дети по чертежу изготавливают корпус автомобиля. Остальные детали мальчики конструируют, глядя на образец. Колёса и способ крепления их к корпусу (колёса должны вращаться) разрабатывают и изготавливают самостоятельно.
• Флюгер. После показа нескольких изображений флюгеров, описания их назначения и принципа работы детям даётся задание изготовить свою модель флюгера.

6-й класс

• Каток (Б.3.003). Дети получают комплект чертежей и образец изделия, изготовленный по этим чертежам, а также фотографии различных моделей катков. Группам учащихся по 2-3 человека предлагается, сохранив корпус и кабину, дополнить конструкцию по своему усмотрению и преобразовать таким образом, чтобы вальцы вращались при движении машины.
• Стол. Ученикам предлагается изготовить модель стола с подвижной столешницей, которую можно при необходимости поднимать и опускать.
• Тренажёр электрический (В.5.001). На экран проецируется сборочный чертёж изделия без электрической схемы. Даётся задание изготовить тренажёр, дополнив его электрической схемой, обеспечивающей включение красной лампочки при соприкосновении указки с дугой и серебристой лампочки – при соприкосновении указки с шурупом. Если указка касается и дуги, и шурупа, то лампочки загораются одновременно. Можно организовать мини соревнование, начисляя штрафные очки при загорании красной лампочки.
• Портальный кран. Дети получают образец портального крана с поворотной стрелой и перемещающимся вверх-вниз крюком. Задание на 4-5 человек: изготовить портальный кран по образцу и дополнить конструкцию рельсами и колёсами для перемещения по рельсам. Перед уроком по изготовлению портального крана провести экскурсию в порт (если есть возможность) или на железную дорогу, чтобы дети сделали эскизы колёс железнодорожной платформы.
• Весы. Даётся описание чашечных весов, их принципа работы. Учащиеся разбиваются на группы по 2-3 человека. Каждой группе предлагается разработать конструкцию и изготовить модель чашечных весов, которые бы сохраняли устойчивость и работоспособность при взвешивании небольших грузов (например: до 100г).

7-й класс

• Конфетница (А.2.004). Дети получают сборочный чертёж (А.2.004) и технологическую карту изготовления конфетницы, а также задание дополнить изделие ещё одной деталью, чтоб увеличить размеры конфетницы и придать ей оригинальный вид.
• Плечики для одежды. Детям предлагается разработать конструкцию и изготовить универсальные плечики для пиджака и брюк.
• Двигатель ручной (Г.4.001). Группам детей по 3-4 человека даются чертежи двигателя ручного и предлагается изготовить этот двигатель (особое внимание обратить на технологию сборки). Просим детей взглянуть критически на данную конструкцию и предложить изменения для увеличения устойчивости изделия и продумать варианты присоединения к двигателю гимнаста, делающего перевороты на перекладине.
• Гимнаст на перекладине. Детям предлагается разработать чертежи и изготовить гимнаста на перекладине, присоединив его к ручному двигателю. (Указание: соединение ладоней гимнаста с перекладиной – неподвижное.)
• Центроискатель (Б.5.006). Спроецировав на экран принципиальную схему нахождения центров цилиндров, предложить группам детей по 2-3 человека разработать конструкцию центроискателя для цилиндров различных диаметров и различных длин. Предварительно под руководством учителя дети решают, для каких по размерам цилиндров им предстоит изготовить приспособления. Каждая группа определяет размеры длин и диаметров цилиндров, для которых изготавливается приспособление самостоятельно. Затем дети представляют классу эскизы своих конструкций и вместе с учителем решают, что надо доработать в проектах и есть ли необходимость изготавливать различные приспособления в зависимости от типоразмера цилиндра. Потом дети изготавливают центроискатели, при необходимости, корректируя первоначально разработанные эскизы.

• Грузовик плоский (Б.4.001). Чертежи грузовика плоского (Б.4.001) проецируются на экран. Дети разбиваются на группы по 3-4 человека. Каждой группе даётся задание: начертить на бумаге в масштабе 1:1 все детали грузовика плоского (для передачи их учащимся 5 класса, которые будут изготавливать плоский грузовик) и преобразовать предложенную конструкцию грузовика из плоской модели в объёмную. Кузов, кроме возможности опрокидываться, должен иметь подвижную заднюю стенку с фиксатором для удобной разгрузки.

• Двигатель водяной (Г.5.001). Детям даётся принципиальная схема водяного двигателя, а также сборочный чертёж турбинка в сборе (Г.5.001 СБ) и образец турбинки в сборе. Группам детей по 4-5 человек предлагается изготовить водяной двигатель. При желании дети могут использовать другую конструкцию турбинки.
• Аттракцион “чёртово колесо”. Учитель описывает конструкцию и принцип работы изделия и предлагает детям разработать и изготовить аттракцион и присоединить его к водяному двигателю.
• Подставка – приспособление для хранения крышек различного диаметра для кастрюль (например: от 100 до 250мм). Детям даётся задание разработать и изготовить изделие. Конструкция должна обеспечивать возможность свободного доступа к любой из крышек.
• Изделие с кулачковым механизмом. Познакомив детей с принципом работы кулачкового механизма, вариантами его применения, предложить детям разработать конструкцию и изготовить изделие любого назначения, содержащее кулачковый механизм.

Заключение

Считаю, что конструирование как творческим процесс, не только развивает учащихся умственно, но в будущем практические навыки, полученные на занятиях в сочетании с искоркой творчества, помогут мальчишкам в роли отцов. Они смогут предложить детям интересные совместные занятия и как эстафету передадут им свои навыки и желание создать что-нибудь новое своими руками.

В приложении приводятся чертежи изделий, которым присвоены номера, а также фотографии некоторых образцов изделий.

Приложение