Devbelevax - Всероссийский фестиваль педагогического

Профессиональный конкурс работников образования
ВСЕРОССИЙСКИЙ ИНТЕРНЕТ-КОНКУРС
ПЕДАГОГИЧЕСКОГО ТВОРЧЕСТВА
(20012/13 УЧЕБНЫЙ ГОД)
Государственное образовательное учреждение
среднего профессионального образования Тульской области
Щекинский политехнический колледж
Номинация конкурса: Педагогические идеи и технологии:
профессиональное образование
МЕТОДИЧЕСКАЯ РАЗРАБОТКА
ОТКРЫТОГОУРОКА
по инженерной графике
« Преобразование плоскостей проекций.
Решение метрических задач, связанных с определением действительных
размеров геометрических объектов »
Автор: Девбелева Наталья Ивановна, преподаватель инженерной графики,
ГОУ СПО ТО Щекинского политехнического колледжа, высшей категории
Щёкино 2013
1
Государственное образовательное учреждение
среднего профессионального образования Тульской области
Щекинский политехнический колледж
МЕТОДИЧЕСКАЯ РАЗРАБОТКА
ОТКРЫТОГОУРОКА
по инженерной графике
« Преобразование плоскостей проекций.
Решение метрических задач, связанных с определением действительных
размеров геометрических объектов »
Выполнил Девбелева Н.И
Рассмотрено на заседании цикловой комиссии
общепрофессиональных дисциплин
Протокол №___ от___ 20__
Председатель ЦМК
Девбелева Н.И.
Щёкино 2012
2
СОДЕРЖАНИЕ
План занятия…………………………………………………………….. 4
Введение…………………………………………………………………. 6
1. Теоретические положения………………………………………….... 7
2. Структура проведения деловой игры……………………………….. 8
3. Теоретический материал……………………………………………..11
4. Задания для самостоятельной работы………………………………22
Список литературы……………………………………………………...24
3
ПЛАН ЗАНЯТИЯ
ДЕЛОВАЯ ИГРА
« Тендер на заказ »
Дисциплина: Инженерная графика
Раздел: Основы начертательной геометрии
Тема: Преобразование плоскостей проекций. Решение метрических
задач,
связанных с определением действительных размеров геометрических
объектов
Вид занятия: Деловая игра
1. Цели занятия:
1.1 Образовательные цели на языке конкретных действий:
 студенты знакомятся с элементами геометрического конструирования,
основными положениями и методами начертательной геометрии;

студенты выполняют графическую работу, связанную с определением
действительных размеров геометрических объектов.
1.2. Воспитательные цели:

на базе излагаемого материала студенты формируют профессиональные
компетенции (ПК1.5, ПК2.2, ПК2.3, ПК3.3);

на базе излагаемого материала студенты формируют общие компетенции
(ОК2, ОК3, ОК5, ОК6);
 - формирование навыков продуктивного общения.
1.3. Развивающие цели:

развитие системного мышления, кругозора, творческих способностей.
4
2. Актуализация полученных знаний
Тестирование с использованием компьютера
3. Техническое оснащение занятия

компьютеры

сеть

электронная презентация
 учебник Боголюбов С.К. Черчение. – М.: Машиностроение,2008.-315с.

стандарты ЕСКД
4. Формирование новых понятий и способов действий

объяснение нового материала введением определений;

демонстрация способов преобразования проекций, характеристика
способов.
5. Формирование умений и компетенций

выполнение чертежа геометрического объекта (треугольник,
прямоугольник) по заданным координатам;

определение натуральной величины сторон данного объекта;

защита данного проекта.
6. Выдача домашнего задания
Читать учебник Боголюбов С.К. Черчение. – М.: Машиностроение
стр. 105-110, повторить характеристику способов. Работа с конспектом.
7. Подведение итогов занятия
5
ВВЕДЕНИЕ
Данная методическая разработка выполнена с целью помощи для
преподавателей, желающих использовать в преподавании дисциплин новые
технологии обучения, а именно деловую игру, а также для студентов,
участвующих в ее проведении. В методической разработке представлены
материалы деловой игры по дисциплине «Инженерная графика», дидактический
материал для студентов с описаниями ролей-функций и заданиями.
Тема «Преобразование плоскостей проекций» является одной из основных
тем раздела «Основы начертательной геометрии» и проводится на занятии как
практический урок, предназначенный для обобщения и систематизации знаний.
Применение деловой игры дает наибольший эффект при повторении
изучаемого материала, так как в этом случае достигается существенное
приближение учебного процесса к практической производственной деятельности
при высокой степени мотивации и активности студентов.
Деловая игра – это имитационное моделирование процессов управления
производством и профессиональной деятельностью людей в условных ситуациях с
целью изучения и решения возникших проблем. Условная ситуация – тендер на
заказ на изготовление проекта плана объекта и определение величины его сторон.
Деятельность
играющего
имеет
логическую
и
временную
последовательность, поскольку любую игру сопровождают прямые или косвенные
правила, отражающие содержание игры.
В игре также реализуется и комплекс функций, необходимых для
социализации личности, а функция самореализации позволяет включить студента
в систему общественных отношений, помогает усвоить богатства культуры и
человеческой практики.
6
1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
1.1. Нормативные ссылки
В деловой игре использованы ссылки на следующие нормативные документы.
1. ГОСТ 2.301-68* Форматы.
2. ГОСТ 2.104-68* Основные надписи.
3. ГОСТ 2.302-68* Масштабы.
4. ГОСТ 2.303-68* Линии.
5. ГОСТ 2.304-81 Шрифты чертежные.
6. ГОСТ 2.306-68* Обозначение графических материалов и правила их нанесения
на чертежах.
7
2. СТРУКТУРА ПРОВЕДЕНИЯ ДЕЛОВОЙ ИГРЫ
2.1. Цели и результаты деловой игры
Деловая игра проводится в малой группе - не больше 4студентов (две фирмы
«Ластик» и «Формат»). Руководит такой группой главный конструктор, который
выбирается из числа наиболее успевающих студентов, обладающий знаниями,
умениями и организаторскими способностями «лидера». Ответственность за
работу распределяет главный конструктор между ведущими конструкторами
согласно плану-сценарию деловой игры, где прописаны алгоритм деятельности
группы, регламент предстоящей работы (сроки выполнения), общие правила,
которым
подчиняется
работа
в
группе,
распределение
ролей-функций,
приближенных к реальным производственным в конструкторском бюро.
Целью
проведения
взаимодействия
в
деловой
малой
игры
группе,
является
проявление
создание
условий
инициативы,
для
развития
коммуникационных способностей студентов, вовлечения в процесс познания
через
творческую
работу,
умения
ставить
цели,
организовывать
свою
деятельность и оценивать ее результаты.
Результат деловой игры заключается:
 в закреплении ранее полученных студентами знаний и навыков грамотного
использования методов и видов проецирования
 в формировании у студентов целостного представления о системе основных
конструкторских документов и их взаимодействии в производстве;
 в развитии у студентов навыков пространственного восприятия изделия в
целом и построения объектов по заданным координатам;
 в создании представлений о производственных процессах в реальности.
8
2.2. Этапы проведения деловой игры
Деловая игра выполняется несколькими этапами:
I этап – знакомство с целью установления свободной и доверительной атмосферы
в группе и выбор ролей-функций (главный конструктор назначается
преподавателем или выбирается студентами);
II этап – определение и содержание поставленной задачи (выбор изделия для
чтения конструкторской документации);
III этап – выполнение непосредственной работы по алгоритму деятельности
каждого участника, согласно сценарию и регламенту (неясные вопросы главный
конструктор решает с преподавателем);
IV этап – обобщение и конкретизация результатов работы в виде презентации
разработанного комплекта конструкторской документации на изделие главными
конструкторами;
V этап – подведение итогов работы и обмен впечатлениями (рефлексия), который
можно провести в виде анкеты (что было самым главным для меня в этой работе,
что ценного для себя я получил в личностном или профессиональном плане, что я
еще хочу сказать своей группе).
2.3. План-сценарий деловой игры
Мероприятие – проведение тендера на типовой заказ по изготовлению проекта
плана производственного помещения
Место проведения – Экспертно-инновационный центр.
9
Выбираются следующие участники:
2.3.1. Комиссия из трех человек: Председателя (ведущего) Экспертноинновационного центра, секретаря и эксперта комиссии.
2.3.2. Две группы студентов по 4 человека, представляющих две организации
производителей, специализирующиеся на изготовлении такого рода проектов и
подавшие заявки на участие в тендере
10
3. ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ
ВВЕДЕНИЕ
Организация производства и современная техника требуют от каждого рабочего глубоких и разносторонних знаний, высокой производственной квалификации и культуры труда.
Для достижения хороших результатов необходимо творчески относиться к
любой полученной работе. Творческий подход к выполнению чертежей должен
сопровождаться анализом конструктивности и технологичности формы изделия,
изысканием наилучшего варианта последовательности всех действий, необходимых для изготовления изделия.
Для этого необходимо творческое и практическое приложение теоретических
основ формирования и построения чертежей, определение их общей структуры,
отвечающей особенностям современного производства.
Начертательная геометрия является тем разделом инженерно графики, в котором пространственные формы предметов изучаются при помощи изображений
на плоскости.
Начертательная геометрия занимает достойное место как наука, необходимая
для конструктора.
Важное прикладное значение этой дисциплины состоит в том, что она учит
грамотно владеть выразительным техническим языком - языком чертежа, создавать чертежи и свободно читать их.
Изучение начертательной геометрии способствует развитию пространственного воображения и навыков правильного логического мышления. Совершенствуя
нашу способность - по плоскому изображению мысленно создавать представление
о форме предмета, начертательная геометрия готовит будущего специалиста к
успешному изучению предметов и к техническому творчеству - проектированию.
Итак, там, где есть творческие поиски нового, где пытливо думают и принимают смелые технические решения, где конструируют и строят, необходимо сво11
бодно владеть проекционным чертежом и его теоретической основой - начертательной геометрией.
3.1. ХАРАКТЕРИСТИКА СПОСОБОВ
Способы преобразования проекций предназначены для решения метрических
задач, связанных с определением действительных размеров и формы изображенных на эпюре геометрических объектов.
Решение метрических задач начертательной геометрии значительно упрощается, если заданные геометрические элементы занимают в пространстве частное
положение, поэтому в основе способов преобразования проекций - переход от
общего положения к частному, когда величина и форма объекта проецируются без
искажения.
Основными преобразованиями являются такие, в результате которых прямая
линия общего положения становится прямой уровня или проецирующей, плоскость общего положения преобразуется в проецирующую или плоскость уровня.
При этом конечный результат преобразований должен давать решение поставленной задачи.
Для того чтобы успешно освоить преобразование проекции, студенты должны знать комплексные чертежи проецирующих прямых и прямых уровня, проецирующих плоскостей и плоскостей уровня.
3.1.1. Способ вращения
Способ вращения заключается в том, что заданная точка, линия или плоская
фигура вращаются вокруг оси, перпендикулярной к одной из плоскостей
проекций, до требуемого положения относительно какой-либо плоскости
проекций. Если вращается фигура или тело, то каждая точка будет перемещаться
по окружности.
12
Рассмотрим вращение отрезка прямой вокруг оси, перпендикулярной к плоскости проекций.
Построения на комплексном чертеже упрощаются, если ось вращения провести через какую-либо конечную точку вращаемого отрезка прямой. В этом случае достаточно повернуть только одну точку отрезка, так как другая точка, расположенная на оси вращения, остается неподвижной.
Пусть требуется определить способом вращения действительную длину отрезка АВ на прямой общего положения (рис.1, а).
в
а)
б)
Рисунок 1
Через конец отрезка А (рис.1, б) проводим ось i перпендикулярно плоскости
Н. Относительно этой оси вращается второй конец отрезка - точка В. Чтобы получить на комплексном чертеже действительную длину отрезка, надо повернуть его
так, чтобы он был параллелен плоскости V.
После вращения горизонтальная проекция отрезка должна быть параллельна
оси X, поэтому на этой плоскости проекций и начинается построение. Из точки а
радиусом ав описываем дугу окружности до пересечения с прямой, проведенной
из точки а параллельно оси X (рис. 1, б). Точка пересечения - новая горизонтальная проекция точки В. Фронтальную проекцию в’1 точки В находят проводя вер13
тикальную линию связи из точки в1 до пересечения с прямой, проведенной из точки в ’ параллельно оси X. Соединив точки в’1, и а ’ на плоскости V, получают
действительную длину а ’ в’1 отрезка АВ (т.е. фронталь).
Самостоятельно. Определить действительную величину отрезка АВ на горизонтальной плоскости (рис.2).
Рисунок 2
3.1.2. Способ перемены плоскостей проекций
Сущность способа перемены плоскостей проекций заключается в том, что
одна из плоскостей проекций заменяется новой, на которую проецируется данная
точка, отрезок прямой линии или фигура. При этом в отличие от способа вращения геометрические элементы не меняют своего положения в пространстве. Например, фронтальная плоскость проекций V может быть заменена новой, обозна-
14
чаемой V1, причем плоскость V1 должна быть так же, как и плоскость V, перпендикулярна к плоскости Н.
Новая ось проекций, которая образуется при пересечении новой плоскости с
плоскостью Н, обозначается Х1. Новая система плоскостей обозначается V1/ H.
При замене горизонтальной плоскости Н - обозначается V/H1.
Определим способом перемены плоскостей проекции действительную длину
отрезка АВ. В этом случае новая плоскость проекций V1 или H1 должна быть параллельна отрезку АВ. Иначе, отрезок АВ по отношению к новой плоскости проекций должен быть или фронтально (при замене плоскости V на V1), или горизонталью (при замене плоскости Н на Н1).
Решим задачу, заменив плоскость V новой V1 (рис. 3).
Рисунок 3
Строим новую ось Х1, параллельную ав. Восстанавливаем из точек а и в
перпендикуляр к новой оси Х1. Ось X1 может совпадать с горизонтальной
15
проекцией отрезка АВ или может быть расположена на любом произвольном
расстоянии.
На продолжении перпендикуляров откладываем отрезки za и zu и получаем
точки а’1 и в ’ 1 . Соединив данные точки, получим действительную длину отрезка
АВ.
Самостоятельно
Определить действительную величину отрезка АВ, заменив горизонтальную
плоскость проекций Н на Hi (рис. 4).
16
3.2. РЕШЕНИЕ ОСНОВНЫХ ЗАДАЧ НА ПРЕОБРАЗОВАНИЕ
ПЛОСКОСТЕЙ ПРОЕКЦИЙ
3.2.1. Преобразовать чертеж так, чтобы прямая общего положения в
результате вращения стала горизонтально-проецирующей прямой.
в
Рисунок 5
Достигается это двойным поворотом отрезка АВ вокруг двух различных осей.
Оси, вокруг которых вращаются отрезки, не изображены. Но об осях вращения
нужно помнить и четко представлять их ориентировку относительно плоскостей
проекции.
Первый поворот на угол 𝛼1 сделан вокруг оси, которая проходит через точку
А. Отрезок приведен в положение, параллельное плоскости V. Этому положению
отрезка соответствуют проекции ав1 и 𝑎′ в1′ . Второй поворот на угол 𝛼2
17
осуществлен около оси, перпендикулярной плоскости V и также проходящей
через точку А (в частности через фронтальную проекцию а ’ ) . В итоге
фронтальная проекция отрезка 𝑎′ в1′
оказалась перпендикулярной к оси X,
горизонтальная превратилась в точку а = в 1 , а сам отрезок занял положение,
перпендикулярное плоскости Н, т.е. горизонтально-проецирующее.
3. 2.2. Преобразовать чертеж так, чтобы плоскость ABC общего положения в
результате вращения стала горизонтальной плоскостью (т.е. плоскостью уровня).
Задача решается в два этапа (рис. 6). На первом этапе плоскость общего положения следует преобразовать в проецирующую (т.е. чтобы одна из проекций
стала прямой линией).
Для этого следует определить фронталь или горизонталь в плоскости, восстановить ее перпендикулярно оси X и далее по линиям связи найти точки. В нашем случае следует определить горизонталь.
a
горизонталь
Рисунок 6
18
Определили горизонталь СН, восстановили перпендикулярно X, по линиям
связи определили точки, треугольник ABC перпендикулярен плоскости V. Далее
вокруг точки в ’ проделали второй поворот так, чтобы след 𝑎′ 𝑐 ′ в′ стал параллелен
оси X. На горизонтальной плоскости по линиям связи определили точки. Плоскость треугольника ABC оказалась параллельной плоскости Н (треугольник ABC горизонтальный треугольник).
3.2.3. Преобразовать чертеж так, чтобы прямая общего положения стала проецирующей, применив способ перемены плоскостей проекции.
Другими словами, в новой системе прямая АВ должна стать проецирующей.
(В нашем случае АВ перпендикулярна H1, рис. 7).
Преобразование проекций прямой АВ общего положения в точку требует
двойной замены плоскостей.
Заменим плоскость V на V1, получим прямую АВ, параллельную V1. При
второй замене новую плоскость проводят перпендикулярно к прямой АВ. На
плоскости Н1, прямая АВ изобразится точкой.
Итак, в системе Vt/H1 прямая АВ стала горизонтально-проецирующей.
19
Рисунок 7
3.2.4. Преобразовать чертеж так, чтобы плоскость общего положения стала
плоскостью уровня, т.е. параллельной одной из плоскостей проекций, применив
способ перемены плоскостей проекции
Пусть дан ААВС общего положения. Создадим новую ортогональную систему, в которой треугольник ABC станет параллелен плоскости H1 (рис. 8).
Решение задачи требует двойной замены плоскостей проекций. Смысл первой
замены V на V1 заключается в преобразовании плоскости треугольника в проецирующую. Этот процесс описан выше (см. решение задачи 2.2.).
20
в
Рисунок 8
Второй этап в решении задачи заключается в переходе от системы
V1/H к
системе V 1 /H 1 .
Новая плоскость Н1, устанавливается
параллельно треугольнику, а значит новая ось Х2 на эпюре проводится
параллельно прямой, на которой располагаются точки 𝑎1′ в1′ 𝑐1′ . Как
обычно, через указанные точки проводим перпендикуляры к новой оси
Х2 и откладываем на них отрезки, равные у а , у в , у с . Построенная
проекция а1в1с1 определяет натуральную величину треугольника ABC.
1
4 . ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ
4.1. Преобразовать прямую общего положения во фронтальнопроецирующую способом вращения
Рисунок9.9
Рисунок
4.2. Преобразовать треугольник ABC общего положения во
фронтальный способом вращения
Рисунок 10
2
4.3. Преобразовать прямую АВ общего положения во фронтальнопроецирующую способом перемены плоскостей проекции.
3.4. Преобразовать треугольник ABC общего положения во ль
Рисунок 11.
4.4. Преобразовать прямую АВ общего положения во фронтальнопроецирующую способом перемены плоскостей проекций.
Рисунок 12
3
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Основные источники:
1.Бродский А.М. Инженерная графика: учебник / А.М. Бродский,
Э.М. Фазлулин, В.А. Халдинов.- М.: Издательский центр <Академия >,
2010.- 400 с.
2.Бродский А. М. Практикум по инженерной графике: учебное пособие /
А.М. Бродский, Э.М. Фазлулин, В.А. Халдинов.- М.: Издательский центр
< Академия >, 2008.- 192 с.
3.Боголюбов
С.К.
Черчение:
учебник
/
С.К.
Боголюбов.-
М.:
Машиностроение,
2005. – 336 с.
Дополнительные источники:
1.Куликов
В.П.
Стандарты
инженерной
графики:
учеб.пособие./
В.П.Куликов. – М.: ФОРУМ: ИНФРА - М., 2007. – 240 с.
Интернет-ресурсы:
www.uchebnik-onlin.com
www.abc.vvsu.ru
4
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И КУЛЬТУРЫ
ТУЛЬСКОЙ ОБЛАСТИ
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
СРЕДНЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
ТУЛЬСКОЙ ОБЛАСТИ
ЩЁКИНСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ КОЛЛЕДЖ
«Преобразование плоскостей проекций.
Решение метрических задач, связанных с
определением действительных размеров
геометрических объектов»
преподаватель:
Девбелева Н.И.
Фирма « Ластик»
5
Фирма « Формат»
6