Обучение пятиклассников черчению на уроках технологии в процессе изготовления чертилки из стального прутка

УДК 744

МИХАИЛОВ Николай Германович, кандидат педагогических наук, доцент кафедры технологического образования и дизайна Поморского государственного университета имени М.В. Ломоносова. Автор 78 научных публикаций, в т.ч. 10 учебнометодических пособий

ОБУЧЕНИЕ ПЯТИКЛАССНИКОВ ЧЕРЧЕНИЮ НА УРОКАХ ТЕХНОЛОГИИ В ПРОЦЕССЕ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЧЕРТИЛКИ ИЗ СТАЛЬНОГО ПРУТКА

В статье представлена методика обучения учащихся 5 класса черчению на уроках технического труда в процессе изготовления ими чертилки из стального прутка в рамках предложенной нами концепции интегрированного обучения школьников черчению и технологии на основе объектов декоративно-прикладного искусства.

Черчение, технология, торсирование, художественное конструирование, сталь, объекты декоративно-прикладного искусства, декорирование

В настоящее время из Базисного учебного плана Министерством образования и науки России исключен школьный курс «Черчение» как самостоятельный предмет. Теперь черчение имеет лишь статус раздела учебного предмета «Технология», его рекомендуется изучать в

9 классе (1 ч. в неделю, 34 ч. в год) за счет часов регионального и/или школьного компонента учебного плана. За такой короткий срок эффективно сформировать у детей прочные графические знания, умения и навыки невозможно. Известно, без чертежей не обходится строительство, машиностроение, ряд других сфер деятельности человека. Вполне очевидно, что люди не смогут освоить нанотехнологии, если они с детских лет не ознакомлены с основами графической грамоты и не занимались ручным трудом.

© Михайлов Н.Г., 2011

В связи с необходимостью решения этой важнейшей проблемы нами предложена концепция интегрированного обучения школьников черчению и технологии на основе объектов декоративно-прикладного искусства, состоящего из двух этапов: первого - пропедевтического (5-8 классы) и второго - обобщающего (9 класс)1.

Такой подход на первом этапе позволит на уроках технологии в процессе конструирования и изготовления предметов художественно-утилитарного назначения сформировать у учащихся 5-8 классов базовые знания и умения по черчению для дальнейшего его эффективного изучения на втором этапе в 9 или в 8-9 классах.

Обучение школьников графической грамоте на первом этапе предлагаем проводить на базе

учебно-методических разработок по технологии с декоративно-прикладной направленностью, предложенных профессором МПГУ К.А. Скворцовым. Для организации учебного процесса на втором этапе учителя могут использовать пособия любого варианта учебнометодических комплектов по черчению разных авторских групп либо учебно-методические разработки по черчению с элементами художественного конструирования автора данной статьи.

Проведенный нами анализ учебно-методических разработок по технологии с декоративно-прикладной направленностью К.А. Скворцова, предназначенных для использования в практике преподавания технологии в 5-8 классах, показал, что в них недостаточно уделяется внимания вопросам графики. В учебниках технологии под ред. В.Д. Симоненко, а также Ю.Л. Хотунцева, Е.С. Глозмана2 они представлены лишь в небольших единичных параграфах, направленных на формирование элементов графической грамоты для подготовки учащихся к чтению несложных графических изображений и технологических карт изделий.

Остановимся в данной статье более подробно на описании методических особенностей решения образовательных задач первого этапа на примере изучения пятиклассниками тем 4-часового 6-го учебного блока в процессе изготовления чертилки из стального прутка на уроках технологии по программе К.А. Скворцова (рис. 1а)3. Мы предлагаем из выделенных 4 часов использовать 1-1,5 часа для формирования у них графических знаний и умений перед изготовлением чертилки.

Главной задачей пропедевтического уровня обучения черчению на уроках технологии в соответствии с нашей концепцией является формирование базовых элементов графической грамоты учащихся.

Предлагаемая нами концепция позволяет сделать процесс развития графической грамоты учащихся непрерывным и творческим, сопровождающим весь ход обучения технологиям изготовления изделий. С этих позиций изготовление чертилки из стального прутка должно

быть предварено ознакомлением школьников с ее графическими изображениями. В своей работе учитель может использовать материалы, представленные на с. 20-25; 78-85 в учебнике технологии для 5 классов под ред. В.Д. Симоненко (вариант для мальчиков)4 и учебник черчения А.Д. Ботвинникова и др.5 В зависимости от уровня подготовленности, способностей учащихся и поставленных учителем образовательных задач может быть определен разный объем учебного материала, по-разному организована работа.

1. Простая демонстрация учителем на уроке образца чертилки, декорированной торси-рованием - скручиванием по оси (рис. 1а), ее графических изображений: рабочего чертежа (рис. 1б), эскиза (рис. 1в), технического рисунка (рис. 1г) позволяют организовать работу по актуализации знаний школьников, связанных с понятиями: рабочий чертеж, эскиз, аксонометрический чертеж (наглядное изображение) и технический рисунок.

2. Включение учащихся в деятельность воспроизведения графических изображений и их элементов позволяет достичь дополнительных образовательных результатов:

• научить строить оси аксонометрических проекций (рис. 1е, ж), которые необходимы для выполнения технического рисунка чертилки (рис. 1г) и наглядных изображений геометрических тел, составляющих ее форму (рис. 1з, и, к, правое изображение; рис. 2а, б, г, правые изображения; рис 2в; нижнее изображение). На рис. 1з представлена фронтальная диметрическая проекция цилиндра - рабочая часть чертилки до ее обработки, а на рис. 1и

- изометрическая проекция четырехгранной пирамиды в вертикальном положении - рабочей части чертилки после ее обработки (заточки);

• сформировать знания о типичных искажениях размеров реальных объектов на чертежах. Так, в нашем случае по оси у во фронтальной диметрии размер предмета по построению в два раза сокращается (рис. 1з);

• познакомить с различными способами построения элементов аксонометрического чер-

а

2:1

23

1:1

Пирамида

б

Щшшдртеаую форму участка заготовки А праксбать 3 призматическую, тлучид 6 поперечном сечении прутка фигуру кбаЭрат.

I. Затем уастщ чертилки А Щокориройат торсиро&зшем-скручиданием по оса. ЪЛШочияь рабочую часть чертилки Б 6 форме конуса или че/вырехугольной пирамиды.

Цьщип Опарин Я. Ш05 Чертилка

Прфрил Михайлова, 7,10.05

Шкала №34 ш & 1тпь | /:/ | №5

д

Рис. 1: а - фото чертилки; б - чертеж чертилки; в - эскиз чертилки; г - технический рисунок чертилки; д - сопряжение дуги окружности и прямой; е - оси фронтальной диметрической прпоекции; ж - оси изометрической проекции; з - фронтальная диметрическая проекция цилиндра; и - изометрическая проекция пирамиды; к - проецирование пирамиды; чертеж пирамиды в системе прямоугольных проекций; изометрическая проекция пирамиды

тежа. Так, в рассматриваемом примере, школьники в тетрадях, либо в верхней части на чертежных листах формата А4 чертят оси аксонометрических проекций (рис. 1е, ж) с помощью угольника с разными углами и линейки за учителем, показывающим построение на классной доске. Затем им демонстрируется построение этих осей при помощи тетрадных клеток и транспортира.

3. Вовлечение учащихся в анализ чертежей и эскизов позволит достичь следующих образовательных результатов:

• познакомить их с некоторыми типичными приемами упрощения построения чертежей. Так, анализ чертежа (рис. 1б) и эскиза чертилки (рис. 1в) позволит школьникам узнать, что участок изделия «А», подлежащий декорированию, на чертеже (рис. 1б) удобнее оставить без изображения сложной формы декорированного элемента (витой части) ввиду трудоемкости и сложности его построения с помощью инструментов, а отметить в пояснительных текстах на поле чертежа (рис. 1б, пункты 1, 2), что данный участок подлежит декорированию. На эскизе форму этого декорированного элемента чертилки, получаемого торсированием (скручиванием заготовки по оси), от руки показать удобнее, и не требуется точного инструментального изображения. При этом пояснительный текст можно расположить либо на полочке над изображением декорированного участка изделия (рис. 1в), либо на поле чертежа как показано на рис. 1б. Анализ чертежей позволит также вспомнить линии чертежа, заострить внимание школьников на том, что сплошной волнистой линией толщиной 0,3—0,5 мм показывают линии обрыва (рис. 2в, г, з, и). Ее используют тогда, когда масштаб изображения предмета необходимо сохранить, а его длину условно уменьшить, чтобы поместить на поле чертежа. Размерную линию при этом не разрывают;

• закрепить и систематизировать их знания о нанесении размеров на чертежах. Так, учащиеся в ходе аналитической беседы могут вспомнить

о том, что знак «016» на чертеже чертилки (рис. 1б) означает «диаметр 16 мм», а «Ю» -«радиус 3 мм». Радиус равен половине диамет-

ра. При нанесении размеров на чертежах часто используют знак «», например, «п3» означает «квадрат 3 мм». Ставят тогда, когда форма предмета в сечении совпадает с формой квадрата (рис. 2в, д, з). Если изделие, изготавливается из проволоки диаметром меньше 2 мм, то на чертеже ее изображают сплошной толстой линией, если больше 2 мм - двумя параллельными сплошными толстыми основными линиями (рис. 1б, в);

• сравнительный анализ представленных изображений будущего изделия с теми, которые они использовали ранее при изготовлении игрушек из жести (разверток, выкроек)6 на уроках третьего учебного блока по обработке металла в 5 классе, позволит школьникам узнать об особенностях совмещения развертки заготовки с главным видом изделия. Так, они смогут заметить, что чертеж и эскиз чертилки (рис. 1б, в) состоит из ее главного вида (вида спереди), при этом, не нарушая ясности чертежа и эскиза, в обоих случаях выполнено совмещение изображения развертки заготовки с главным видом чертилки. В этом случае развертка изображается штрихпунктирной тонкой линией с двумя точками, а знак «Развернуто» над изображением не ставят. Криволинейный правый участок чертилки на чертеже и эскизе (рис. 1б, в) представлен в виде проволочного кольца. Это необходимо учитывать при вычислении длины заготовки. Длина окружности определяется по формуле 2лг. Для изготовления кольца в нашем случае потребуется заготовка длиной 2 х 3,14 х 8 = 50,24 « 50. Из чертежа и эскиза видно, что длина всей проволочной заготовки чертилки равна 192 мм. В ходе беседы о криволинейном участке чертилки следует школьникам сказать, что плавный переход одной линии в другую называется сопряжением. Чуть ранее, в 5 классе, они уже учились строить сопряжения пересекающихся прямых при остром, тупом и прямом углах на уроках обработки древесины при изготовлении простых полочек с декорированием выемчатой резьбой по крашеной древесине. Теперь учитель учит детей строить сопряжение дуги окружности и прямой дугой заданного радиуса (рис. 1д),

Конус

2:1

Цилиндр

75+7

±

ЗЕ

4:1

Призма

Рис. 2: а-г - прямоугольные и аксонометрические проекции геометрических тел, составляющих форму чертилки; д-и - прямоугольные проекции геометрических тел в необходимом количестве изображений, составляющих форму чертилки

а

б

в

необходимого для изображения плавного перехода стержня чертилки в ручку в виде кольца (рис. 1б, в). Данное построение они выполняют в рабочей тетради, либо в средней части на чертежных листах под изображениями осей аксонометрических проекций;

• кроме указанных выше образовательных эффектов, значимым результатом работы является формирование у школьников навыков анализа геометрической формы предмета - навыков мысленного его расчленения на составляющие геометрические тела с целью лучшего понимания формы объекта. Вначале необходимо ознакомить детей с геометрическими телами и их определениями, т.к. к этому времени они изучали на уроках математики только плоские геометрические фигуры (квадрат, круг, прямоугольник и др.).

Чертилка состоит из конуса, четырехгранной пирамиды, цилиндра, четырехгранной призмы (после проковывания участка, подлежащего декорированию торсированием). Для демонстрации этого факта учитель на данный урок приносит модели названных геометрических тел и таблицы, иллюстрирующие их образование. Для изготовления таблиц рекомендуется использовать рабочую тетрадь № 1 по черчению Н.Г. Преображенской и др.7 и словарь-справочник по черчению для школьников

В.Н. Виноградова и др.8 Демонстрируя школьникам модели геометрических тел и обращая их внимание на таблицы с изображениями их образования, учитель дает определения упомянутых геометрических тел. В ходе анализа геометрической формы предмета школьники выясняют, что первоначально заготовка чертилки представляет собой длинный цилиндр; рабочая часть чертилки может быть заточена в форме пирамиды (рис. 1а, и, к) или конуса (рис. 1г; 2а); часть чертилки между ее рабочей зоной и декорированным элементом имеет форму цилиндра (рис. 1 а-г; 2б); начиная от правой границы декорированного элемента до конца развертки кольца чертилка также имеет форму цилиндра (рис. 1 а-г; 2г). Участок на месте декорированного элемента чертилки вначале имел форму цилиндра, после проковы-

вания он превратился в четырехгранную призму (рис. 2в).

Такая работа позволяет учителю также знакомить школьников не только с анализом геометрической формы предмета, но и с наибольшим предельным размером на примере размера 75 (рис. 2в, з). Чертилка, представленная на рис. 1а изготовлена школьником школы № 34 г. Архангельска (учитель Опарин В.В.). Участок чертилки, подлежащий декорированию, после его превращения в призматическую форму путем проковывания удлиняется на определенную величину, а во время торсирования (скручивания по оси) примерно на ту же величину укорачивается.

Выделение из общей формы изделия отдельных ее составляющих позволяет организовать работу по закреплению и систематизации знаний учащихся об особенностях различных видов проекций. Так, на примере проекций пирамиды, рабочей части чертилки (рис. 1к), школьники систематизируют знания о фронтальной, профильной, горизонтальной проекциях -видах спереди, слева и сверху, сформированных у них в 5 классе на первом уроке первого учебного блока по обработке древесины перед изготовлением игрушечной машинки9. Вспоминают способы прямоугольного проецирования предмета на фронтальную, профильную и горизонтальную плоскости проекций, расположенные в пространстве взаимно перпендикулярно. Напоминает, что вид - это изображение обращенной к наблюдателю видимой части предмета. Следует сказать, что линии, которые соединяют проекции (виды) на плоскостях проекций, называются линиями проекционной связи. Причем, на рис. 1к (среднее изображение) в правом нижнем секторе осей под углом 45° проводится постоянная линия проекционной связи. Чертеж, состоящий из нескольких прямоугольных проекций, называют чертежом в системе прямоугольных проекций. На правом изображении (рис. 1к) показана изометрическая проекция (аксонометрический чертеж или наглядное изображение) пирамиды, освобожденная от всех плоскостей проекций и осей, линий проекционной связи, но построенное с помощью

Рис. 3. Поэтапное построение изометрических проекций окружностей

осей изометрических проекций так, как показано на левом изображении рис. 1к.

На рис. 2 а-г представлены прямоугольные и аксонометрические проекции геометрических тел, составляющих форму чертилки, без изображения линий проекционной связи и плоскостей проекций так, как это выполняется в обычной практике.

Критический анализ представленных изображений позволяет учителю подвести учащихся к тому, что совсем не обязательно чертить все три проекции каждого геометрического тела (рис. 2 д-и) или, например, чертилки (рис. 1б, в). С помощью имеющихся размеров и знаков квадрата («») или диаметра («0») мы можем представить форму и размеры предмета по двум видам (рис. 2 д) или по одному главному виду (рис. 2 е-и). Учащиеся убеждаются в том, что очень важно научиться выявлять форму предмета при наименьшем количестве изображений на листе чертежной бумаги.

Полезно с детьми поговорить о масштабе

- отношении линейных размеров изображения предмета к действительным, побеседовать с ними о том, что масштаб бывает натуральный (1:1), увеличения (2:1 и др.), уменьшения (1:2 и др.) и как он указывается на чертежах в специальной графе (рис. 1 б) или на поле чертежа (рис. 1д, з-к; 2а-и).

Продолжением данной работы может стать ознакомление детей с изометрической проекцией окружности - кривой, называемой эллипсом. Детям необходимо сказать, что эллипсы строить трудно, поэтому их заменяют овалами (рис. 3). Овал - замкнутая кривая, очерченная дугами. Ребята приходят к выводу, что технический рисунок чертилки, наглядные изображения конусов и цилиндров, составляющих ее форму, невозможно выполнить без овалов. Первый опыт построения овалов ученики могут приобрести в процессе выполнения задания на вычерчивание трех овалов относительно трех координатных плоскостей проекций по выданным учителем алгоритмам их построения (рис. 3) в ученических тетрадях либо в нижней части на чертежных листах под изображением сопряжения дуги окружности и прямой, выполненным

ими на данном уроке ранее в средней части листа. В процессе этой работы полезно объяснить учащимся, что если предмет имеет отверстие или выступ в форме цилиндра с осью вращения, перпендикулярной фронтальной плоскости проекций, то данный предмет лучше строить во фронтальной диметрической проекции (рис. 1з). Затем учитель объясняет школьникам порядок поэтапного выполнения эскиза (рис. 1в) и технического рисунка чертилки, знакомит с приемами нанесения штриховки на техническом рисунке с использованием контуров овалов (рис. 1г).

Работа по систематизации и обобщению всех приобретенных учащимися знаний по черчению может быть организована как выполнение на заключительном этапе детьми заданий на чтение чертежа или эскиза, т.к. выполнение этого задания с точки зрения определения требует: установить название предмета, масштаб его изображения, количество видов, размеры и форму, материал, из которого он изготовлен. Выполнение этого задания выступит также связующим звеном между теоретической и практической частью изучения темы (непосредственной работы учащегося по изготовлению чертилки из стального прутка). Для того чтобы полученная учеником теоретическая информация была логически связана для него с практическими действиями, необходимо перед изготовлением чертилки предложить школьникам выполнить в ученических тетрадях эскиз и технический рисунок своего варианта сконструированного изделия. Для более успешного выполнения практического задания детям вначале необходимо освоить технико-технологическую информацию, предложенную К.А. Скворцовым10. В конце изучения темы учитель каждому школьнику выставляет оценку за изготовленную чертилку с соблюдением размеров и формы в соответствии с выполненным им прежде эскизом. Активность учеников при изучении вопросов теории также должна оцениваться.

В заключение отметим, что интегрированное обучение технологии и черчению позволит сформировать у школьников действенные теоретические знания, а также сделает приобретенные ими практические навыки более осмысленными.

Примечания

1 Михайлов Н.Г. Интеграция в обучении школьников: черчение, технология, ИЗО // Северная Двина. 2006. N° 6.

С. 8-10; Он же. Концепция интегрированного обучения учащихся черчению, технологии, декоративно-прикладному искусству // Вестн. Помор. ун-та. Сер.: Физиол. и псих.-педагог. науки. 2007. № 2(12). С. 104-109; Он же. Черчение в школе: концепция обучения в интеграции с технологией и искусством // Педагогика. 2007. № 9. С. 122-124.

2 Технология. Технический труд. 5 кл.: учеб. для гор. общеобразоват. учреждений / Глозман А.Е., Глозман Е.С., Ставрова О.Б., Хотунцев Ю.Л.; под ред. Ю.Л. Хотунцева. М., 2008.

3 Скворцов К.А. Декоративно-прикладное направление в обучении техническому труду // Школа и производство. 2005. № 1. С. 54; Он же. Чертилка из стального прутка // Там же. 2006. № 2. С. 18-26.

4 Симоненко В.Д., Тищенко А.Т., Самородский П.С. Технология: учеб. для 5 кл. общеобразоват. учреждений: вариант для мальчиков / под ред. В.Д. Симоненко. М., 2005.

5 Ботвинников А.Д., Виноградов В.Н., Вышнепольский И.С. Черчение: учеб. для общеобразоват. учреждений. М., 2008.

6Михайлов Н. Сувениры из жести // Народное творчество. 2008. № 2. С. 44-45; Он же. Изучаем черчение, изготавливая игрушки // Школа и производство. 2008. № 2. С. 59-63; Он же. Игрушка из жести и бумаги. Интеграция изобразительного искусства, черчения и технологии // Искусство в школе. 2009. № 3. С. 30-33; Он же. Графическая подготовка школьников в процессе проектирования и изготовления игрушек из жести и бумаги на уроках технологии и черчения // Вестн. Помор. ун-та. 2009. № 5. Сер.: Гуманит. и соц. науки. С. 151-157.

7 Преображенская Н.Г., Кучукова Т.В., Беляева И.А. Черчение: Основные правила оформления чертежей. Построение чертежа «плоской» детали: Рабочая тетрадь № 1. М., 2005. С. 10-13.

8 Словарь-справочник по черчению: кн. для учащихся / В.Н. Виноградов, Е.А. Василенко, А.А. Альхименок и др. М., 1999.

9 Скворцов К.А. Декоративно-прикладное направление в обучении техническому труду // Школа и производство. 2005. № 1. С. 53.

10 Он же. Декоративно-прикладное направление в обучении техническому труду // Школа и производство. 2005. № 1. С. 54.

Mikhailov Nikolay

TEACHING FIFTH-FORM PUPILS MECHANICAL DRAWING AT THE LESSONS OF TECHNOLOGY IN THE PROCESS OF MAKING A DRAWING TOOL OUT

OF A STEEL ROD

The article presents a method of teaching pupils of the 5-th form mechanical drawing at the lessons of Technology in the process of their making a drawing tool out of a steel rod according to the suggested concept of the integral teaching schoolchildren mechanical drawing and technology on the basis of the objects of applied arts.

Контактная информация: e-mail: formihailov@mail.ru

Рецензент - Шабанова М.В., доктор педагогических наук, профессор кафедры методики преподавания математики Поморского государственного университета имени М.В. Ломоносова