Проектирование и методика проведения занятий по инженерной графике при изучении раздела «Точка, прямая, плоскость в системе ортогональных проекций»

Структурирование учебного материала

В современной педагогике теоретическому вопросу структурирования учебного материала уделяется большое внимание, поскольку исследования в этой области показывают, что хорошо упорядоченное содержание образования (в учебниках, лекциях, во время уроков) усваивается более эффективно.

Например, Л.И. Барсукова, С.А. Бутаков и О.Н. Подольская подчеркивают: «Безусловно, для более успешного усвоения материала необходимо знание структуры материала и его внутренних взаимосвязей, которое ведет к пониманию предмета, диалектики развития его понятий» [12].

В 1992г. В.А. Ермоленко была предложена блочно-модульная система структурирования содержания обучения, позволившая осуществить переход от точки зрения на содержание образования как на разрозненную, плохо обозримую массу учебного материала, к точке зрения на него как на хорошо структурированную, связанную и легко адаптирующуюся систему, которая дает возможность в каждом конкретном случае строить содержание профессионального обучения, а, следовательно, и сам учебный процесс, в максимальном соответствии целям обучения, имеющимся ресурсам и потребностям рынка труда[2].

Структурирование отобранного содержания обучения осуществляется по принципу «сверху - вниз». Сначала содержание обучения разделяется на блоки учебного материала, представляющие собой функционально завершенные структурные элементы, реализующие одну или несколько целей обучения, а если освоение содержания блока в образовательном процессе осуществляется поэтапно, то блоки подразделяет на логически завершенные части учебного материала, то есть модули, включающие учебный материал, соответствующий частным целям обучения, которыми последовательно овладевает обучаемый. Между блоками и модулями сохраняется преемственная связь. С учетом потребностей, индивидуальных особенностей обучаемого (имеющегося уровня образования, профессионального опыта, способностей), потребностей рынка труда с помощью блоков и модулей выстраивается индивидуальная образовательная траектория учащегося в соответствии с заданной целью обучения. В свою очередь содержание блоков и модулей раскрывается с помощью модульных единиц - предметов (дисциплин), видов практического обучения (производственное обучение, практика, в том числе производственная, профильная). Все это происходит при первоначальном проектировании содержания образовательных траекторий - на макроуровне. Затем на микроуровне осуществляется раскрытие содержания модульных единиц в виде пакета учебных элементов, что приводит к формированию учебного материала, подлежащего усвоению в ходе образовательного процесса.

Особого внимания заслуживает предлагаемая Беспалько структура учебных элементов, осваиваемых в ходе образовательного процесса [5].

При структурировании учебного материала на микроуровне учебные элементы распределяются на две группы. В первую группу входят все рассматриваемые объекты и предметы, процессы и явления действительности, введенные в учебный процесс, а во вторую - все те признаки, с помощью которых раскрывается сущность и особенности этих объектов и процессов, так называемые учебные элементы - признаки (УЭП). Среди учебных элементов первой группы выделяются основной обобщающий учебный элемент (ООУЭ), узловой учебный элемент (УУЭ), основной учебный элемент (ОУЭ), причем содержание основного обобщающего (ООУЭ) и узлового (УУЭ) учебных элементов раскрывается путем их детализации на уровне основных учебных элементов (ОУЭ). Учебные элементы - признаки (УЭП) используются для дальнейшей детализации учебного элемента теоретического характера.

Основной обобщающий учебный элемент (содержание темы) либо сразу разбивается на основные учебные элементы, либо сначала подразделяется на узловые учебные элементы (подтемы), которые в свою очередь делятся на основные учебные элементы.

Учебные элементы первой группы расположены на трех верхних иерархических уровнях в зависимости от их степени детализации. При отборе содержания учебного материала и его структурировании целесообразно классифицировать учебные элементы первой группы на два типа, так как они существенно различаются между собой по характеризующим их признакам. К первому типу относятся объекты и предметы, а ко второму - процессы и явления окружающей действительности, введенные в учебный процесс.

Четырехуровневая иерархия учебных элементов, основанная на анализе микроструктуры содержания учебных программ, позволяет гибко варьировать содержанием модульной единицы[7].

Учитывая, что раскрытие содержания модульных единиц происходит на микроуровне в виде пакета учебных элементов, педагоги –психологи отмечают ряд особенностей внутренней структуры содержания модульных единиц, представляющих собой разновидность практического обучения или работы. Такие модульные единицы содержат учебный материал по освоению непосредственно навыками профессиональной деятельности. Материал детализируется с целью выделения его отдельных частей, доступных для обучения в реально определенные сроки, в соответствии со структурой самой деятельности, различной для разных профессий. Логически завершенная часть учебно-производственной деятельности, имеющая конкретные результаты, есть учебный элемент первой группы в содержании модульной единицы, так как учебные элементы - признаки характерны только для модульных единиц, представляющих собой теоретический предмет. Основной обобщающий учебный элемент определяет вид работ, узловые учебные элементы состоят из достаточно крупных элементов данного вида работ и объединяют несколько основных учебных элементов, которые являются самыми мелкими элементами деятельности, позволяющими сформулировать учебную цель в измеримых величинах[5].

На основе анализа учебных элементов составляется граф. Определяющий структуру учебного материала в целом по дисциплине. (Рисунок 1)

Рисунок 1Структура учебной дисциплины «Инженерная графика»

На основе системы структурирование учебного материала были выявлены основные понятия и сформулированы результаты учебной деятельности учащихся – конкретные знания и умения. (Таблица 2)

Таблица 2 Учебные достижения учащихся по разделу «Точка, прямая, плоскость в системе ортогональных проекций»

На основе структурирования учебного материала был разработан перспективно-тематический план (приложение Б).

Перспективно-тематический план (ПТП) учебного процесса по дисциплине – это организация и методическая разработка системы уроков по всему учебному предмету направленная на обеспечение связи теоретическим обучением и производственным обучением, широкое применение средств, методов и форм обучения, на повышение самостоятельности и активности и контроль выполнения программы[6].

В соответствии с перспективно-тематическим планированием проектируется план-конспект урока.

Дисциплина: Инженерная графика

Раздел: «Точка, прямая, плоскость в системе ортогональных проекций»

Тема урока: «Прямая общего и частного положения»

Цели урока:

О: формирование ЗУН по теме «Прямая общего и частного положения»

Задачи:

· усвоить на уровне осмысленного воспроизведения виды прямой общего и частного положения;

· уметь самостоятельно изобразить на эпюре прямые общего и частного положения.

Р: способствовать развитию пространственного мышления

Задачи:

· анализировать (дифференцировать) различные виды прямой общего и частного положения;

· сравнивать и сопоставлять различные виды прямой общего и частного положения.

В: стимулировать потребность в формировании ответственности, аккуратности, усидчивости

Задачи:

· ответственность за своевременное и правильное построение прямой общего и частного положения;

· аккуратность и точность при выполнении чертежей.

Тип урока: урок изучения новых знаний и способов действий

Вид урока: объяснение и практическая работа

Методы обучения:

· словесные (объяснение и показ);

· наглядные (иллюстрация и демонстрация);

· практические (практическая работа).

Средства обучения:

· Классная доска, интерактивная доска, видео презентации, наглядные пособия (графики, чертежи)

Межпредметные связи:

— начертательная геометрия (проецирование прямой, положение прямой относительно плоскостей проекций);

— черчение(типы линий, форматы, масштабы, проецирование)

— аналитическая геометрия(прямая на плоскости).

Ход урока

Конспект урока

· Организационный момент – 5 мин;

· приветствие;

· актуализация опорных знаний(разрешение проблемной ситуации):

«Перед тем, как начать новую тему вспомним следующие моменты: что такое прямая? Что вы знаете о прямых? На доске 3 точки. Сколько прямых можно провести? Особенность?»;

· сообщение темы: «Мы продолжаем подраздел: «Точка, прямая, плоскость в пространстве», тема урока: «Прямая общего и частного положения»;

· объяснение материала

Прямые по их положению относительно плоскостей проекций делят на прямые общего и частного положений.

Прямая общего положения

Прямой общего положения называют прямую, не параллельную ни одной из данных плоскостей проекций. Любой отрезок такой прямой проецируется в данной системе плоскостей проекций искаженно. Искаженно проецируются и углы наклона этой прямой к плоскостям проекций(рисунок 2).

Рисунок 2 Эпюр прямой общего положения

Прямые частного положения

К прямым частного положения относятся прямые, параллельные одной или двум плоскостям проекций.

Любую линию (прямую или кривую), параллельную плоскости проекций, называют линией уровня. В инженерной графике различают три основные линии уровня: горизонталь, фронталь и профильную линии.

Горизонталью называют любую линию, параллельную горизонтальной плоскости проекций. Фронтальная проекция горизонтали всегда перпендикулярна линиям связи. Любой отрезок горизонтали на горизонтальную плоскость проекций проецируется в истинную величину. В истинную величину проецируется на эту плоскость и угол наклона горизонтали (прямой) к фронтальной плоскости проекций (рисунок 3).

Рисунок 3 эпюр прямой уровня (горизанталь)

Фронталью называют линию, параллельную фронтальной плоскости проекций. Горизонтальная проекция фронтали всегда перпендикулярна линиям связи. Любой отрезок фронтали на фронтальную плоскость проекций проецируется в истинную величину. В истинную величину проецируется на эту плоскость и угол наклона фронтали (прямой) к горизонтальной плоскости проекций (рисунок 4).

Рисунок 4 Эпюр прямой уровня (фронталь)

Профильной линией называют линию, параллельную профильной плоскости проекций Горизонтальная и фронтальная проекции профильной линии параллельны линиям связи этих проекций. Любой отрезок профильной линии (прямой) проецируется на профильную плоскость в истинную величину. На эту же плоскость проецируются в истинную величину и углы наклона профильной прямой к плоскостям проекций П1 и П2. При задании профильной прямой на комплексном чертеже нужно обязательно указать две точки этой прямой (рисунок 5).

Рисунок 5 Эпюр профильной прямой

Прямые уровня, параллельные двум плоскостям проекций, будут перпендикулярны третьей плоскости проекций. Такие прямые называют проецирующими. Различают три основные проецирующие прямые: горизонтально, фронтально и профильно проецирующие прямые.

Горизонтально проецирующей прямой называют прямую, перпендикулярную плоскости П1. Любой отрезок этой прямой проецируется на плоскость П2 без искажения, а на плоскость П1 - в точку (рисунок 6).

Рисунок 6 Эпюр горизонтально проецирующей прямой

Фронтально проецирующей прямой называют прямую, перпендикулярную плоскости П2. Любой отрезок этой прямой проецируется на плоскость П1 без искажения, а на плоскость П2 - в точку (рисунок 7).

Рисунок 7 Эпюр фронтально проецирующей прямой

Профильно проецирующей прямой называют прямую, перпендикулярную плоскости П3, т.е. прямую, параллельную плоскостям проекций П1 и П2. Любой отрезок этой прямой проецируется на плоскости П1 и П2 без искажения, а на плоскость П3 - в точку (рисунок 8).

Рисунок 7 Эпюр профильно проецирующей прямой

· Вопросы:

1. Какие прямые называют прямыми общего, а какие частного положения?

2. Назовите виды прямой частного положения

3. Покажите (с помощью ручки или карандаша) положение в пространстве (называть вразброс):

• фронтали;

• горизонтали;

• профильной прямой;

• горизонтально проецирующей прямой;

• фронтально проецирующей прямой;

• профильно проецирующей прямой.

· Практическая работа

1. По двум имеющимся проекциям прямой частного положения постройте ее третью проекцию (несколько вариантов заданий), формат А3.

2. Определите вид прямой по чертежу (если прямая частного положения, то указать ее тип.)

· Подведение итогов.