ПОСОБИЕ ДЛЯ ОБУЧЕНИЯ УЧАЩИХСЯ ЧЕРЧЕНИЮ

Предполагаемая полезная модель относится к области педагогики, в частности к пособиям для обучения учащихся черчению.
Известно учебное пособие по обучению учащихся графической деятельности, содержащее расположенные на материальном носителе базу данных предварительных графических построений темы и чертеж-результат темы, на материальном носителе предварительных графических построений темы представлены в виде совокупности двух баз разбиения, расположенных на разных материальных носителях: ориентировочной базы данных и опорной базы данных, а на них по периметру расположена зона параметрических индикаторов, включающих пошаговый элемент этапа выполнения построения и снабженный локальной приставкой информации (Патент РФ на полезную модель № 34785 G09В 11/00, 10.12. 2003).
Недостатками известного учебного пособия по обучению учащихся графической деятельности, являются ограниченность в использовании и требование дополнительных пояснений. Оно не содержит весь спектр тематических заданий. В частности известное учебное пособие не содержит упражнений выполнения чертежей с использованием иррациональных чисел - бесконечных дробей округленных до четвертого знака. Это приводит к недостаточному усвоению учебного материала и приобретению практических знаний и навыков в работе с чертежами, а также формированию пространственного воображения обучаемого.
Кроме того для проектирования с использованием иррациональных чисел требуется выполнять расчеты. Известное учебное пособие не обеспечивает выполнения расчетов. В нем нет ни пояснительных текстов к расчетам, ни самого расчетного инструмента. Это не отвечает современным требованиям образования и увеличивает трудоемкость выполнения чертежей.
6
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому пособию для обучения учащихся черчению, является пособие для обучения учащихся черчению, содержащее совокупность расположенных по возрастанию степени сложности материала плоских материальных носителей с тематическими базами данных опорных, промежуточных и конечных чертежей графических построений и описание действий, снабженное материальными носителями с базами данных для каждого из самостоятельных этапов построений, входящих в тематическую базу данных, а каждый материальный носитель имеет на одной стороне поле базы с опорным и конечным чертежами, промежуточными построениями, буквенно-цифровыми обозначениями и поле базы с описанием пошаговых действий. Причем пособие выполнено в виде сброшюрованного блока с возможностью вынимания материальных носителей и имеет дополнительные носители баз данных для проекционно-аксонометрических изображений, основ строительного черчения, основ перспективных изображений, а также объемных дизайнерских композиций с использованием цветовых решений, аксонометрии, совмещенной с построением трех проекций и аксонометрии с использованием масштаба увеличения или уменьшения и с секущей плоскостью, а также построений, состоящих из различных комбинаций геометрических тел, имеющих объемные вырезы и врезки прямоугольной формы. (Патент на изобретение RU № 2492927, МПК B02C 4/30, 2013 - прототип).
Недостатками известного пособия для обучения учащихся черчению принятого за прототип являются ограниченность тематических заданий.
Указанные недостатки пособия для обучения учащихся черчению, принятого за прототип, обусловлены следующим. Известное учебное пособие не содержит упражнений выполнения чертежей с использованием иррациональных чисел. Это приводит к недостаточному усвоению учебного материала и приобретению практических знаний и навыков в работе с чертежами, а также сдерживает формирование пространственного воображения учащихся и их творческую активность.
Особенностью выполнения чертежей с использованием иррациональных чисел является необходимость выполнять соответствующие расчеты, например, при делении отрезков при гармоническом пропорционировании. Известное учебное пособие не обеспечивает выполнения расчетов, связанных с графическими построениями основанными на использовании иррациональных чисел. В известном учебном пособии нет ни пояснительных текстов к расчетам, ни самого расчетного инструмента. Это не отвечает современным требованиям образования и увеличивает трудоемкость выполнения чертежей с использованием иррациональных чисел, в частности гармонического пропорционирования.
Техническим результатом полезной модели является повышение эффективности обучения учащихся черчению путем приобретение обучаемыми практических знаний и навыков в работе с чертежами с использованием иррациональных чисел.
Технический результат достигается тем, что в пособии для обучения учащихся черчению, содержащем совокупность плоских материальных носителей в виде сброшюрованного блока с возможностью вынимания материальных носителей, на стороне которых расположено поле с тематическими базами данных учебного материала, включающее чертежи графических построений, буквенно-цифровые обозначения и описание пошаговых действий, согласно полезной модели плоские материальные носители снабжены расчетным инструментом в виде системы шкал, одна из которых, использована в качестве контрольной и проградуирована рациональными числами метрической системы измерений, а другие - расчетные шкалы проградуированы делениями способом дихотомии, причем все шкалы расположены параллельно друг другу, а начало их отсчета установлено на одном уровне, при этом плоский материальный носитель имеет дополнительное поле, на котором расположен расчетный инструмент в виде измерительных шкал и матрица числовых значений отношений длин шкал.
Причем дополнительное поле расположено слева от поля с тематическими базами данных учебного материала и на отдельном материальном носителе, который выполнен в виде кинематически связанных пластов.
Сущность полезной модели поясняется чертежами. На фиг. 1 схематично показано пособие для обучения учащихся черчению, в аксонометрии; на фиг. 2 - тоже в рабочем положении, на виде спереди; на фиг. 3 - тоже, местный разрез А на фиг. 2; на фиг. 4 приведен пример носителя базы данных урока №1 пособия - описание пошаговых действий; на фиг. 5 - тоже, для урока № 2 для первой стадии выполнения чертежа; на фиг. 6 - тоже, для урока №2 для второй стадии выполнения чертежа; на фиг. 7 - тоже, для урока 3; на фиг. 8 приведен пример носителя базы данных урока № 1 пособия с опорным чертежом; на фиг. 9 приведен пример носителя базы данных урока №2 с промежуточным построением; на фиг. 10 - тоже, с завершенным построением; на фиг. 11 приведен пример носителя базы данных урока №3, демонстрирующий построение трех проекций и в аксонометрии; на фиг. 12 приведен пример системы шкал расчетного инструмента; на фиг. 13 - дана матрица соотношения системы шкал расчетного инструмента; на фиг. 14 - дано продолжение матрицы соотношения системы шкал расчетного инструмента для случая, когда длина шкал уменьшена вдвое.
Пособие для обучения учащихся черчению включает совокупность плоских материальных носителей 1 в виде сброшюрованного блока 2. При этом материальные носители 1 сброшюрованы в блок 2 с возможностью вынимания. На стороне плоских материальных носителей 1 расположено поле 3 с тематическими базами данных учебного материала, включающего чертежи графических построений, буквенно-цифровые обозначения и описание пошаговых действий. Плоские материальные носители 1 снабжены расчетным инструментом 4 в виде системы градуированных шкал 5 (фиг. 12) и числовой матрицы 6 (фиг. 13 и фиг. 14) в которой приведены числовые значения отношений длин шкал 5. Одна из шкал 5 - шкала № 0 (фиг. 12) использована в качестве контрольной, т.е. как измерительная и проградуирована рациональными числами в метрической системы измерений, а другие - расчетные шкалы (№1…№12) (фиг. 12), имеющие
разную относительно друг друга длину, проградуированы делениями способом дихотомического деления, т.е. делением на два. Причем все шкалы 5 расположены параллельно друг другу, а начало отсчета установлено на одном уровне. Плоский материальный носитель 1 имеет дополнительное поле 7. На дополнительном поле 7 расположен расчетный инструмент 4 в виде измерительных шкал 5 и матрицы 6 числовых значений отношений длин шкал 5.
Причем дополнительное поле 7 расположено в блоке 2 слева от поля 3, на отдельном материальном носителе 1. Этот материальный носитель 1 выполнен в виде пластов 8, на которых расположено поле 7. Расчетный инструмент 4 изображен на пластах 8 материального носителя 1. Пласты 8 связаны между собой кинематически, например, в виде «веера» с шарнирным соединением стержнем 9.
Сброшюрованный блок 2 состоит из плоских материальных носителей 1 (фиг. 1), выполненных, например, из пластика или плотного картона с двухсторонним покрытием PVC. Три плоских материальных носителя 1 имеют по краю перфорацию и сброшюрованы пластиковой или металлической пружинной 10 (фиг. 2). На материальных носителях 1, расположенных в блоке 2 в центре и слева крепят с помощью зажима 11 бумажные носители 12 с информацией учебного материала (баз данных для построения плоских фигур и объемных деталей с применением иррациональных чисел).
Тематический план обучения учащихся машиностроительному и строительному черчению с помощью данного пособия содержит следующие разделы:
приемы вычерчивания контуров изделий: геометрические построения на основе трансцендентного частного π; гармоническое пропорционирование методом двусмежного квадрата; построение подобных прямоугольных треугольников на основе ряда иррациональных чисел ...0,183; 0,236; 0,300; 0,382; 0,486; 0,618; 0,786; 1,000; 1,272; 1,618; 2,058; 2,618; 3,330; 4,236; 5,388; …; построение семейства спиралей приемами гармонического пропорционирования;
основы проекционного черчения: построение трех проекций и аксонометрии на основе иррациональных чисел;
построение диаграмм и графиков с использованием гармонического пропорционирования.
Пособие обеспечивает обучение способом, при котором обучающий выполняет чертеж на доске мелом или на интерактивной доске, объясняя свои действия и последовательность выполнения чертежа, ученик выполняет чертеж в учебном классе, например, на чертежной доске чертежными инструментами на ватмане формата A4 или в системе автоматизированного проектирования с помощью персонального компьютера. Пособие позволяет усваивать учебный материал самостоятельно, поскольку на носителях есть пошаговое описание действий для соответствующих стадий построений.
Вычерчивать изделие (урок №5) начинают с построения его осей, на которых откладывают его габаритные размеры: первоначально высоту, а затем длину и ширину. Числовое значение высоты, длины и ширины выбирают на шкалах (фиг. 13), причем на трех шкалах, т.е. каждый параметр на отдельной шкале. Шкалы выбирают, задавая их соотношение, которые выбирают в матрице числовых значений отношений длин шкал 5 (фиг. 13 и фиг. 14).
Шкала № 0 (фиг. 13) позволяет учащемуся соотносить графические построения с метрической системой измерений и использовать ее при простановке размеров на рабочих чертежах деталей.
Применение полезной модели позволит изучать черчение с использованием иррациональных чисел, в том числе с использованием гармонического пропорционирования. Это интенсифицирует формирование пространственного воображения и креативного мышления учащихся.