Чтение и выполнение чертежей деталей.

Чтение и выполнение чертежей деталей.

Анализ геометрической формы предмета

Программы черчения 7—8, как и 9 классов рекомендуют начинать изучение темы «Чтение и выполнение чертежей» со знакомства учащихся с формообразованием предметов и анализом их геометрической формы. С этого положения начато изложение материала и в учебнике, где вначале дается понятие об анализе формы, изображении геометрических тел как составных элементов предмета, а также проекций вершин, ребер и граней предмета. На основе анализа геометрической формы предмета рассматривается последовательность графических действий при построении проекций (видов) детали, изменение формы предмета посредством вырезов на геометрических телах, построение третьей проекции и нанесении размеров.

При пользовании учебником в 9 классе учащимся можно предложить самостоятельно изучить §11 — чертежи и аксонометрические проекции геометрических тел.

Сущность процесса анализа формы предмета по чертежу состоит в изучении этого предмета по частям. При этом должны рассматриваться не только элементы целого объекта с их признаками и свойствами, но и разнообразные связи одних частей предмета с другими. К анализу формы предмета тесно примыкают задачи на анализ проекционного соответствия элементов изображаемых предметов (вершин, ребер и пр.) и построение проекций точек, принадлежащих предмету.

2.Школьники легче воспринимают пространственное положение отдельных геометрических элементов тела на примере проекций несложного по форме предмета. Поэтому нахождение в целях анализа чертежа проекций точек и линий, лежащих на поверхности предметов, необходимо практиковать при построении чертежей деталей. Перед школьниками эти задачи целесообразно ставить так, чтобы они имели реальный характер. Желательно, чтобы точки задавались не как абстрактные понятия, а как конкретные элементы изображаемых предметов. Таким требованиям отвечают вершины предмета. Поэтому упражнения в построении проекций точек целесообразно начать с определения проекций вершин.

В учебнике даны также задания на построение недостающих проекций точек, лежащих на ребрах предмета. При этом возникает дополнительная весьма полезная задача — нахождение проекций ребер предмета.

Следующий этап — построение недостающих проекций точек, лежащих на гранях предмета. И в этом случае желательно задать точку как реально существующую, на- пример, как центр будущего отверстия.

Однако такое рассмотрение геометрических элементов предмета прежде всего имеет значение для процесса построения чертежа. Важно разъяснить учащимся, что в основе чертежа предмета лежат проекции вершин, граней, ребер и кривых поверхностей как структурных элементов этого предмета. При этом учащиеся под руководством учи- теля должны вспомнить известные им сведения о вер- шинах, ребрах и гранях предмета, показать их на самом предмете и на его наглядном изображении, после чего можно перейти к изложению того материала, который ре- комендован учебником.

Из этого раздела программы (см. §12 учебника) учащиеся должны получить сведения о видимых и невидимых точках, о проецировании прямых и плоскостей, параллельных плоскостям проекций. Учащимся надо помочь уяснить, что каждая точка на чертеже есть проекция какой-либо вершины предмета либо ребра, перпендикулярного к плоскости проекций. Каждая прямая линия чертежа — это проекция ребра или другой какой-либо линии предмета (например, крайней очерковой образующей) либо проекция плоскости, перпендикулярной к плоскости проекций (рис. 86 учебника).

На закрепление этого материала могут быть предложены следующие задачи:

установление соответствия между элементами детали, обозначенными на чертеже и наглядном изображении (рис. 67). Запись производится по форме (табл. 10).

Таблица 10

Рис. 67

выявление положения частей детали по чертежу (рис. 68 и др.).

Рис. 68. Задание: прочитайте чертеж, определите положение частей детали и их номера занесите в таблицу 11, перечертив ее в тетрадь.Таблица 11

Сведения об анализе формы предметов вначале даются в самом общем виде, с опорой на «наглядно-образные» представления учащихся о геометрических телах, приобретенные на занятиях  изобразительным  искусством и в быту, эти сведения даются в учебнике в следующей последовательности. Вначале в учебнике приводится рисунок 72, на котором показаны наглядные изображения геометрических тел с разным соотношением их величины, положения  в  пространстве  и  формы.  Цель  этого рисунка

— создать у учащихся более полное наглядно-образное представление о характерных признаках тел.

На рисунке 73 учебника приведены аксонометрические проекции простейших деталей, и в тексте указывается, какую они имеют форму: цилиндрическую или призматическую. После таких предварительных пояснений учащихся подводят к пониманию того, что детали более сложной формы представляют собой совокупность геометрических тел, и эта мысль иллюстрируется рисунками четырех деталей разной формы (рис. 75 учебника). При этом, как видно из текста учебника, никаких словесных определений о том, что собой представляет то или иное тело, давать не следует. В дальнейшем изложении показан процесс проецирования и его результат — прямоугольные проекции геометрических тел, а также их наглядные изображения. Указано, какими размерами определяется величина каждого геометрического тела. Одновременно сообщаются основные условности, относящиеся к его изображению. Например, разъясняется, как следует понимать знак  и как при помощи него можно сократить количество проекций. В ряде случаев показана и развертка поверхности. Вместе с тем в учебнике даны вопросы

для закрепления, приведены упражнения, способствующие развитию пространственных представлений, и задания на чтение и выполнение чертежей.

Так обеспечивается одновременное изучение всего комплекса вопросов, связанных с изображением геометрических тел. Это позволяет рассматривать не отдельно взятые проекции геометрического тела, а чертеж предмета, форма которого слагается из данных геометрических тел. При таком подходе к изложению материала ученик не только узнает, как изображается данное геометрическое тело, но и получает ряд заданий, требующих применения

этих знаний на практике.

У него вырабатывается умение анализировать форму предметов, слагающуюся из этих тел, читать их размеры. Одновременное выполнение наглядных изображений этих геометрических тел способствует лучшему пониманию формы предметов. Ученики обучаются чтению чертежей уже на этом раннем этапе изучения курса.

Основными наглядными пособиями при изучении этого материала являются демонстрационные и раздаточные модели геометрических тел и учебные плакаты, содержа- щие иллюстрации, подобные приведенным в учебнике.

Назовем некоторые виды задач, наиболее часто используемые учителями, на анализ геометрической формы предметов по чертежу. К ним относятся задачи на:

выполнение по наглядному изображению эскизов геометрических тел, составляющих форму предмета (рис. 69);

определение по чертежу детали (рис. 70) наименований всех геометрических тел, сочетанием которых образована форма детали, путем записи по форме: 1 — призма четырехугольная правильная, и т. д.;

выполнение одного или нескольких эскизов (чертежей) элементов предмета, составляющих его форму и

Рис. 69          Рис. 70

обозначенных на изображении (см. также рис. 70) цифрами (буквами).

Необходимо предостеречь учителей от довольно распространенной ошибки, например, цилиндр демонстрируется почти всегда в вертикальном положении с примерно неизменными соотношениями между диаметром и высотой. В результате ученики привыкают воспринимать цилиндр лишь таким, каким они его видят в данном случае. Однако на чертежах, как правило, цилиндрические детали изображают с горизонтальной осью, а соотношение диаметра и высоты бывает самое различное.

При изучении §11 учебника можно выполнить прямоугольные проекции и аксонометрические изображения основных геометрических тел. Эту работу следует выполнять в рабочих тетрадях. Рекомендуется задавать достаточно большие размеры изображаемых объектов, так как впоследствии эти чертежи можно использовать для упражнений в нахождении проекций точек, линий, поверхностей.

Изучив чертежи геометрических тел, школьник сможет заняться анализом формы предметов. Из чего в учебнике складывается анализ формы предмета, изображенного на чертеже? Он включает расчленение формы предмета на геометрические тела, определение расположения поверхностей предмета по отношению к плоскостям проекций, нахождение проекций вершин, определение проекций точек, лежащих на ребрах и гранях предмета, построение проекций вырезов.

Мысленное расчленение формы предмета на простые геометрические тела является основной ступенью  анализа. Проекции геометрических тел учащимся известны. Выделив по характерным признакам, присущим их проекциям, геометрические тела, школьник облегчает себе процесс определения формы сложного предмета. Такой подход продемонстрирован на рисунке 101 в учебнике.

Анализ помогает не только чтению, но и построению чертежа. В учебнике показан прием построения чертежа в связи с анализом формы предмета. Этот прием заключается в том, что на всех видах вычерчивают одно за другим геометрические тела, из которых слагается форма предмета, прибавляя или вычитая их из уже изображенной формы. Расчленение формы сложных предметов на простые

геометрические тела должно являться составной частью большинства упражнений на чтение и выполнение чертежей. Примеров для таких упражнений в учебнике достаточно. Определенный, логически и методически оправданный порядок принят и при сообщении в учебнике сведений о проекциях вершин, ребер и граней предметов. Вначале сообщаются сведения об анализе элементов изображения по представлению,  а  затем  по  построению.  В первом случае существенную роль в развитии образного мышления учащихся может сыграть анализ расположения поверхностей предмета. Из главы II учебника учащиеся узнали, как изображаются грани предмета, различно расположенные по отношению к плоскости проекций.

Теперь, когда изучены аксонометрические проекции и чертежи геометрических тел, полезно дать учащимся задание на анализ по чертежу пространственного положения поверхностей предмета.

Особенностью главы IV учебника является то, что большая часть ее содержания, и в частности §12, направлена на углубление и закрепление ранее полученных сведений по проекционному черчению. После изучения чертежей геометрических тел появляются предпосылки для более углубленного и обоснованного изучения основ проекционного черчения, изучения, при котором ключом к решению задачи является анализ чертежа. В процессе разнообразного по форме анализа чертежа достигается более высокий уровень знаний, развиваются и совершенствуются пространственные представления учащихся. Достигаются эти цели, главным образом, в процессе проведения упражнений. Следовательно, отличительная черта организации учебной работы по главе IV учебника — насыщенность упражнениями.

Учитель черчения должен уделить самое серьезное внимание целенаправленному подбору упражнений, охватывающих все необходимые вопросы, строго рассчитанных по времени и базирующихся на наиболее эффективных способах усвоения материала.

По анализу расположения поверхностей предмета в учебнике приведены следующие типы упражнений:

раскрасить проекции соответствующих граней на прямоугольных проекциях теми же цветами, какими они помечены на аксонометрических изображениях;

раскрасить аксонометрические проекции по прямоугольным;

то же условие, но положение предмета на аксонометрическом изображении не соответствует его положению на прямоугольных проекциях;

определить, как по отношению к плоскостям проекций расположены грани предмета, обозначенные буквами. Эти упражнения названы с нарастанием трудности их выполнения. Сначала решение идет от аксонометрии к прямоугольным проекциям, т. е. как бы от предмета к чертежу. Затем наоборот — от чертежа к предмету. Далее положение предмета не соответствует его положению на чертеже, и, следовательно, учащемуся необходимо осуществить мысленный его поворот. Ученик в этом случае учится оперировать различными видами изображений.

Такое количество изобразительных средств обеспечивает достаточную наглядность при изложении вопросов, требующих значительного напряжения мышления учащихся. С целью сосредоточения их внимания именно на этой деятельности предусмотрено максимальное уменьшение времени на графическое оформление работ путем приме- нения кальки вместо перечерчивания изображений, удобно использовать Рабочую тетрадь по черчению. Еще лучше — электронный учебник. Указанные выше четыре типа упражнений идеально подходят для электронного учебника, программные средства которого будут еще и проверять правильность ответа учащихся. При этом приоритетная роль отводится раскрашиванию элементов и частей изображений предметов, что значительно усиливает наглядную опору в процессе их анализа. В этом вопросе четко просматривается методическая позиция авторов учебника, позволяющая выявить подход к последовательности введения учебных задач в процесс обучения.

Анализу геометрической формы предметов, как правило, обучают все учителя. Однако не всегда это проводится  с необходимой последовательностью и настойчивостью. Познакомив учеников с тем, что такое анализ, часто забывают о нем при дальнейшем обучении. А между тем он может явиться ключом к решению многих задач, возникающих в процессе обучения черчению.

Определение формы предмета по чертежу, выполнение чертежа, построение отсутствующей проекции, нанесение

размеров на чертеже — эти и другие задачи, возникающие перед учащимися в процессе их графической деятельности, успешно решаются в связи с анализом формы предмета. Названными практическими задачами не исчерпывается значение анализа.

Анализируя чертеж, школьники обучаются правильно мыслить. У детей формируются приемы учебной работы, необходимые для развития специальных качеств мышления, связанных с умением видеть в каждой графической задаче прежде всего пространственные свойства изображенных предметов или их отношения.

На основе анализа формы предмета ставится задача о развитии знаний учащихся по простановке размеров на чертеже, определяющих взаимоотношение отдельных геометрических элементов предмета. На данном периоде обучения эта задача главная. Ученики уже подготовлены к анализу формы предмета путем разделения его на геометрические тела. Теперь можно изложить учащимся последовательную систему простановки размеров (рис. 125 учебника).

Сначала учащийся должен расчленить форму предмета на простые геометрические тела. Зная, какими размерами определяется величина каждого из геометрических тел, ученик проставляет эти размеры. Затем проставляются размеры, координирующие взаимное расположение геометрических тел, на которые расчленен предмет.

Таким образом, весьма сложная, при отсутствии системы в ее решении, задача простановки размеров значительно облегчается.

Упражнения к этому разделу желательно дать так, чтобы они способствовали не только закреплению материала по нанесению и простановке размеров, но и развитию пространственных представлений учащихся. С этой целью в

§15 учебника даны задания на перенесение размеров с прямоугольных проекций на аксонометрические и, наоборот, с аксонометрических на прямоугольные.