69262

Методика навчання моделювання. Екологічний аспект обґрунтування об’єкта проектування

Лекция

Педагогика и дидактика

Таким чином вирішальне значення має не об’єкт роботи а ті завдання які учні розв’язують у процесі його виготовлення. Отже під технічним моделюванням у школі слід розуміти діяльність учнів пов’язану з виготовленням різних виробів у тому числі моделей якщо при цьому виконуються такі основні умови...

Украинкский

2014-10-02

294 KB

2 чел.

Лекція №9

Тема: Методика навчання моделювання. Екологічний аспект обґрунтування об'єкта проектування

9.1. Технічне моделювання на уроках технічної праці

Виготовлення складних споруд, агрегатів і машин пов'язане із значними матеріальними затратами, а тому в технічній документації на ці вироби не можна допускати помилок, бо вони призведуть до браку або ж до передчасного виходу виробу з ладу. Щоб з'ясувати, чи не допущено помилок у технічній документації, спочатку виготовляють не сам виріб, а його модель (виріб при цьому називають оригіналом).

Модель, як правило, розмірами значно менша, ніж оригінал, і, крім того, дешевша. Конструктивно модель може навіть відрізнятися від оригіналу. Проте під час роботи моделі мають спостерігатися ті самі явища, що й під час роботи оригіналу. Досліджуючи вплив цих явищ на модель, визначають, як працюватиме оригінал. Так, якщо виявляється, що модель або окремі її частини не витримують навантажень, які виникають у процесі роботи, і деформуються, то це є підставою для збільшення жорсткості конструкції оригіналу. На прикладі моделі пароплава вивчають, зокрема, здатність його протистояти морській стихії, на моделі літака — його аеродинамічні якості тощо.

Моделі створюються на основі теорії моделювання. Процес технічного моделювання поділяють на такі три етапи: підготовку технічної документації (технічних умов, рисунків, технології), виготовлення і випробування моделі.

Основним є випробування моделі, а перші два етапи технічного моделювання мають допоміжне значення.

У шкільних умовах підготовка технічної документації і виготовлення моделі мають не менше значення для виконання завдань трудового навчання, ніж випробування моделі, причому в деяких випадках перші два етапи навіть важливіші для навчального процесу, ніж третій.

Таким чином, вирішальне значення має не об'єкт роботи, а ті завдання, які учні розв'язують у процесі його виготовлення.

Слушною, на нашу думку, є ідея, висловлена одним з методистів про те, що не тільки модель електричного двигуна, а й ручку молотка можна зробити конструктивною темою, якщо поставити перед учнями такі завдання:

1) довжина ручки повинна давати найвигіднішу силу для удару;

2) ручка не повинна висковзувати з рук;

3) молоток не повинен зриватися з ручки.

Отже, під технічним моделюванням у школі слід розуміти діяльність учнів, пов'язану з виготовленням різних виробів, у тому числі моделей, якщо при цьому виконуються такі основні умови:

1. Розширюється уявлення учнів про основи сучасного промислового виробництва.

  1.   Розвивається конструкторська творчість.
  2.   Поглиблюються технологічні знання.
  3.   Закріплюються вміння і вдосконалюються навички з обробки матеріалів. При виборі об'єктів моделювання і визначенні завдання керуються певними вимогами, а саме:

а) модель — це об'єкт, який відповідає завданням політехнічного навчання;

б) враховується рівень знань учнів з основ наук;

в) виготовлення моделі пов'язується з застосуванням тих умінь і навичок з обробки матеріалів, яких учні набули під час занять у майстернях;

г) моделювання включає посильні для учнів завдання з конструювання і технології виготовлення моделі.

Отже, моделювання в школі розглядається як процес навчання учнів читати й складати рисунки, як процес набуття елементів конструкторських і технологічних знань і застосування їх на практиці.

У міру набування знань і вмінь поступово змінюється характер діяльності учнів у процесі моделювання. Регламентація дій учнів з боку вчителя поступово зменшується, зростає самостійність їх у розв'язанні технічних завдань, що виникають у процесі моделювання. Навчання учнів моделюванню можна поділити на три періоди:

1) виготовлення технічних об'єктів за вичерпною технічною документацією;

2) виготовлення технічних об'єктів за скороченою технічною документацією;

3) виготовлення об'єктів за технічними умовами і власним задумом.

Особливість першого періоду полягає в тому, що учні мають усі вихідні дані, що потрібні для виконання завдання. Це зовсім не означає, що при цьому немає умов для суб'єктивної творчості учнів. Так, навіть при наявності рисунків, технічних умов на модель і технологічної картки учням доводиться проявляти певну самостійність. Вони повинні насамперед розібратися в технічній документації: прочитати рисунок, вивчити технологію. Для самостійного вирішення залишаються такі питання, як раціональний вибір заготовки відповідно до рисунка, вибір способу закріплення заготовки та ін.

Другий період характеризується тим, що учні мають не всі дані, які потрібні для виконання завдання. Частину даних вони знаходять самостійно, користуючись довідковою літературою, виявляючи творче ставлення до розробки конструкції виробу, складання технології його виготовлення та ін. Інакше кажучи, для знаходження даних, яких не вистачає в завданні, учні повинні мати певні знання з креслення, а також із конструювання і технології. Технічну документацію скорочують так, щоб учням доводилося поступово розв'язувати дедалі складніші завдання. У скороченій технічній документації рекомендують передбачати одночасно завдання на читання і складання рисунків, конструювання і складання технологічного процесу.

Третій період моделювання — це самостійна робота учнів, яка спрямовується їхньою творчою уявою і технічними умовами на виріб.

Перехід від першого періоду моделювання до другого і від другого до третього має бути індивідуальним для кожного учня. У процесі моделювання особливо помітні індивідуальні особливості окремих учнів. Це пояснюється тим, що деякі учні займаються моделюванням у гуртках, захоплюються конструюванням і виготовленням різних технічних пристроїв. Такі учні більш підготовлені і можуть виконати складніші завдання, ніж учні, що моделюють уперше на заняттях у майстернях. Це доводиться враховувати вчителеві праці.

Треба, щоб моделювання, як і будь-яка інша трудова діяльність учнів у майстернях, мала характер суспільно корисної праці. Для здійснення цієї вимоги потрібна певна організація занять. Значна кількість однакових моделей не може мати практичного застосування в умовах школи. Так, модель для кабінетів фізики і математики, прилади і пристрої для кабінетів хімії та інші потрібні в невеликих кількостях. Тому під час моделювання важко застосувати фронтальну форму організації занять. Крім того, під час моделювання потрібні різноманітні матеріали, наприклад, пластини з деревини і пластмаси. Можливості шкіл щодо придбання цих матеріалів, як правило, обмежені. Нарешті, якщо моделює одночасно весь клас, то ускладнюється методичне керівництво учнями з боку вчителя. Моделювання — процес творчий і потребує великого розумового напруження. У таких умовах особливо потрібний індивідуальний підхід учителя, контроль за діяльністю кожного учня. Цілком зрозуміло, що такий контроль важко забезпечити при фронтальній організації занять. Тому в процесі моделювання найдоцільнішою є ланкова (бригадна) та індивідуальна форми організації занять.

Як було вже зазначено, під час моделювання учням треба навчитися читати й складати рисунки, а також ознайомитися з елементами конструкторських і технологічних знань. Розглянемо докладніше, як саме набувають учні графічних, конструкторських і технологічних знань і умінь.

Читання і складання рисунків

Навчальний план школи побудовано так, що учні приходять на заняття в майстерню без графічної підготовки. У зв'язку з цим перед учителем праці виникає потреба навчити учнів розбиратися в технічній документації, щоб свідомо виконувати трудові завдання.

Ознайомлення учнів з елементами графічних знань і вмінь зводиться до двох основних навчальних завдань:

1) навчити читати рисунки;

2) навчити складати рисунки.

На заняттях у майстернях застосовують таку технічну документацію, як технічні рисунки, ескізи і робочі рисунки. Досвід показує, що починати навчання слід з технічного рисунка. Щоб уявлення учнів про форму виробу і його справжні розміри були чіткішими, рекомендується поряд з технічним рисунком демонструвати і виріб. Після засвоєння учнями технічного рисунка можна переходити до вивчення ескіза. При цьому також рекомендується демонструвати готові зразки виробів. Демонстрування виробу дає учням можливість перевірити себе, зіставити своє уявлення про зображення предмета з самим предметом. Виявляючи помилки, учні знаходять за допомогою вчителя їх причини і тим самим удосконалюють свої знання і вміння з читання рисунків.

Під час читання робочих рисунків у VI класі також слід спочатку поряд з рисунками демонструвати зразки готових виробів. У VII класі, як правило, вже відмовляються від цього допоміжного прийому.

Для початкового оволодіння вміннями читати рисунки учні повинні ознайомитися з деякими умовними позначеннями, прийнятими в машинобудівному кресленні. Це потрібно учням і для того, щоб навчитися складати рисунки. На заняттях у майстернях складання рисунків зводиться звичайно до ескізування. Навчання складати рисунки починається з простих завдань, а саме з вимірювань деталі і з проставляння розмірів на готовому рисунку. Ефективним є такий прийом навчання складати рисунки, коли учням дають завдання внести доповнення до рисунка у зв'язку зі змінами в конфігурації деталі, зумовленими обробкою (наприклад, показати на рисунку просвердлений отвір та ін.). У наступних завданнях треба дати учням самостійно скласти креслення такої самої деталі. Такі завдання мають навчальний характер, тому не слід затримуватися на них. Активність учнів, інтерес їх до трудових завдань значно зростає, коли вони складають рисунки, які використовуватимуть у роботі. Потреба в таких рисунках виникає в процесі моделювання. Проте при цьому учні відчувають певні труднощі, пов'язані з недостатністю знань і вмінь у галузі конструювання. Учням легше перенести на папір образ створеної їхньою уявою деталі, ніж створити сам образ. Як бачимо, процес навчання складати рисунок дидактично залежить від процесу навчання елементів конструювання.

На рисунку поряд із зображенням предмета звичайно ще є додаткові дані, які потрібні для складання технологічного процесу і наступної обробки виробу. Тому навчити читати рисунок — це означає не тільки навчити учнів уявляти собі в просторі форму зображуваного предмета, а й визначити всі дані, що потрібні для його виготовлення і контролю. Тому в процесі занять у майстернях навчання елементів графічних знань є не самоціллю, а одним із способів включення учнів у суспільно корисну продуктивну працю.

Навчання елементів конструювання

Конструювання — творчий процес. Конструктори на виробництві створюють оригінальні машини, пристрої, прилади та ін. При цьому по-різному проявляються здібності людей. По-різному проявляють себе в процесі конструювання і учні. Це доводиться враховувати. Досвід роботи передових учителів показав, що з елементами конструкторських знань учнів доцільно знайомити поступово, протягом усього періоду навчання. Відомо також, в якій послідовності повинен зростати обсяг знань. Розглянемо завдання з конструювання і послідовність, в якій доцільно давати їх учням.

Пояснення конструкції виробу і його деталей. На першому етапі завдання пояснити конструкцію виробу і призначення окремих його деталей є для учнів досить складним і потребує активної розумової діяльності. Виконуючи такі завдання, учні пересвідчуються, що в конструкції все повинно бути продумано. Кожний елемент деталі конструктор передбачає свідомо, тобто цей елемент має певне призначення. Наприклад, учням пропонують відповісти, чому в металевих вимірювальних кутниках внутрішній кут просвердлюють, чому бойок молотка роблять опуклим і т. д. Завдання на пояснення конструкції виробу не втрачають свого значення на наступних етапах навчання елементів конструювання, бо сприяють розвитку технічного мислення учнів, виробляють у них уміння знаходити взаємозв'язок між деталями.

Установлення раціональних розмірів виробу або окремих його деталей за рисунками. Розміри виробів (а також окремих деталей) дуже часто визначаються умовами їх експлуатації. На жаль, учні про це не завжди пам'ятають. Тому доцільно підібрати такі завдання, при виконанні яких учні були б змушені встановлювати самостійно деякі розміри виробу або окремих його деталей. Крім цього, треба дати їм рисунок виробу, в якому немає деяких розмірів. Наприклад, на рисунку приладу для демонстрування теплового розширення твердих тіл не показано, на якій відстані від основи закріпити стержень, що треба випробувати. Учні повинні самі зрозуміти, що ця відстань визначається висотою спиртівки, яку ставлять під стержнем. Другий приклад: у моделі редуктора не показана відстань між валами, що несуть зубчасті колеса. Учні визначають відстань, виходячи з розмірів зубчастих коліс.

Доповнення елементів деталі, яких не вистачає в конструкції. Це завдання полягає в тому, що учням доручають самостійно розв'язати питання про конструкцію частини деталі. Наприклад, на рисунку виробу не показано, як з'єднані між собою деталі. Учні, виходячи з досвіду, приймають рішення. Так, якщо мова йде про деталі, виготовлені з деревини, то слід вирішити, як їх з'єднувати: клеєм, цвяхами, шурупами чи якось інакше. Очевидно, для цього учні повинні мати відповідний обсяг знань.

Доповнення ланки, якої не вистачає в конструкції Учням видають рисунки виробу, на яких не показана одна з ланок (звичайна деталь). Учитель пояснює призначення виробу і технічні вимоги, що ставляться до нього. Наприклад, дають завдання виготовити табурет. На загальному вигляді рисунка не показано проніжки. Учень самостійно вирішує питання про конструкцію проніжки (її розміри, способи з'єднання з ніжками), її місце в табуреті.

Проектування схематично заданої конструкції. Це завдання є дальшим, складнішим етапом у навчанні елементів конструювання. Тепер учні проектують не одну, а всі деталі конструкції. Схема, яку дають учням, розкриває лише принцип будови виробу. Наприклад, дають схему прасувальної дошки. Учитель пояснює, чому робочу поверхню дошки не розташовують безпосередньо на столі і чому її роблять довшою, ніж основу. Учням треба визначити раціональні розміри кожної деталі, способи з'єднання їх між собою та ін.

Конструювання виробу за заданими технічними умовами. Сконструювати виріб за даними технічними умовами — це забезпечити відповідність його певним вимогам. Такі вимоги в умовах виробництва ставить, як правило, замовник. На заняттях у майстернях технічні умови встановлює звичайно вчитель. Наприклад, учні виконують замовлення навчальної частини: виготовляють ящики для зберігання крейди. Розмір шматочка крейди відомий. Постає завдання:

1) виготовити ящики такого розміру, щоб у них поміщалася певна кількість шматочків крейди;

2) для економії матеріалу добитися, щоб периметр ящика був мінімальним. Таким чином, діяльність учнів регламентується тільки двома умовами. Решту питань (вибір заготовки, спосіб з'єднання деталей та ін.) вони вирішують самостійно.

Конструювання за власним задумом. Конструювання за власним задумом є винахідництвом: у конструктора виникає ідея, яку він здійснює. Слід мати на увазі, що учні не завжди вміють співвідносити свої задуми з реальними можливостями. Тому, даючи змогу учням, які до цього підготовлені, займатися конструюванням за власним задумом, учитель ознайомлюється з їх планами і вносить до них відповідні корективи з урахуванням індивідуальних здібностей учнів, наявної матеріальної бази та ін. Він стежить також за роботою учнів і, не нав'язуючи їм своєї волі, вносить у роботу потрібні зміни.

Щоб учні почали успішно виконувати завдання конструкторського характеру, вони повинні мати певні знання. Так, доповнюючи елементами деталі, яких не вистачає в конструкції, учні мають знати, в яких випадках використовуються певні елементи. При конструюванні деталей учні повинні мати знання про те, які властивості характерні для різних матеріалів, щоб правильно вибрати матеріал заготовки. Проектуючи конструкції, учні повинні добре знати, які загальні вимоги ставляться при цьому: економічність конструкції, простота, надійність та ін.

Навчання елементів технологічних знань

Переходячи до ознайомлення учнів з елементами технологічних знань, слід мати на увазі, що про технолога (його роль і функції на виробництві) вони знають значно менше, ніж про конструктора. Більше того, дуже часто учні недооцінюють роль технолога. Це пояснюється значною мірою тим, що в умовах шкільних майстерень їм доводиться мати справу із спрощеною технологічною документацією. Внаслідок цього в багатьох учнів створюється неправильна думка, що для виконання роботи технолога не треба мати якихось спеціальних знань. Завдання вчителя праці — довести безпідставність такої думки. У зв'язку з цим треба показати учням взаємовідносини між конструктором і технологом. Учитель, розкриваючи поняття «технологічність конструкції», показує, що технолог повинен мати конструкторські знання для того, щоб критично проаналізувати рисунок, подати пропозиції, які спростили б технологію виготовлення запроектованих конструктором деталей і машини в цілому. Умови для формування правильного уявлення про роль технолога на сучасному промисловому підприємстві створюються також при ознайомленні учнів з поняттям «типи виробництва» (одиночне, серійне, масове), бо при цьому учні дізнаються, що ту саму деталь можна обробляти по-різному залежно від того, скільки таких деталей потрібно народному господарству. Цілком зрозуміло, що при цьому технолог повинен мати додаткові знання.

Розкриваючи роль технолога, учитель підкреслює його можливості для творчої діяльності. На конкретних прикладах треба показати учням, що технологія є невичерпним джерелом раціоналізації і винахідництва. Суб'єктивну творчість можуть проявити в цій галузі і самі учні.

Технологічна діяльність учнів на заняттях у майстернях полягає у визначенні технологічних процесів обробки деталей, які вони виготовляють. Практично ця робота полягає в заповненні технологічних карт.

Для заповнення технологічних карт треба мати певні знання і вміння, щоб з ними працювати. До таких знань слід віднести елементи технологічного процесу, правила вибору інструментів (різальних і вимірювальних), правила встановлення послідовності операцій обробки матеріалів; правила встановлення послідовності переходів у середині операцій. Досвід роботи показує, що відомості про технологію треба подавати учням поетапно і відповідно до цього давати завдання технологічного характеру, поступово ускладнюючи їх.

Практикою роботи передових учителів праці вироблено методичний прийом, який дає можливість включати учнів у розв'язання технологічних завдань у зв'язку з їхньою діяльністю в майстернях. Це використання так званих технологічних карт з неповними даними. Суть прийому полягає ось у чому. Коли учні навчаться користуватися технологічними картами, їм дають завдання працювати за такими картами, в яких немає деяких відомостей. Чим більший обсяг знань учнів, тим більше відомостей можна не подавати в картах. Ці відомості учні знаходять самостійно, розв'язуючи тим самим технологічні завдання.

Розглянемо зміст технологічних завдань у послідовності, в якій їх доцільно давати учням.

Пояснення технологічного процесу. Переходячи до виготовлення деталей на заняттях у майстернях, учні вперше зустрічаються з технологічною документацією. Тому їм треба насамперед навчитися читати технологічні карти. Учитель дає належні пояснення, а потім перевіряє, наскільки правильно зрозуміли його учні. Для цього він пропонує учням пояснити зміст технологічної карти, тобто розповісти, в якій послідовності і якими інструментами вони виконуватимуть роботу.

Вибір інструментів. До вибору інструментів учні бувають підготовлені після того, як ознайомляться з відповідними трудовими операціями, знатимуть, які інструменти і в яких випадках застосовуються. Наприклад, ознайомившись з операцією обпилювання металів, учні дізнаються, коли користуватися драчовим напилком, а коли личковим; вони дізнаються також, від чого залежить вибір профілю напилка. Вчитель, спираючись на ці знання, дає можливість учням самим вибрати інструменти, коли в технологічних процесах трапляється операція обпилювання. У такому разі в технологічній карті у графі «Інструмент» проти операції «Обпилювання» нічого не зазначають. Інструмент вибирають учні самостійно.

Вибір способу встановлення заготовок і інструментів. У процесі набування практичного досвіду з обробки матеріалів учні зустрічаються з різними можливими способами закріплення заготовок та інструментів. Так, при обпилюванні металів заготовку можна закріплювати залежно від чистоти обробки або безпосередньо в лещатах, або в лещатах з нагубниками.

Коли рубають метал, заготовку закріплюють так, щоб лінія розрізання була на рівні губок лещат або вище їх. Заготовки в лещатах можна закріплювати залежно від їх розмірів штуками або пакетами. При обробці деревини заготовку можна закріплювати для вертикального пиляння вздовж волокон, для горизонтального пиляння вздовж і впоперек волокон. Відомі також різні способи закріплення інструментів. Наприклад, свердло залежно від конструкції і розмірів можна закріплювати на свердлильному верстаті безпосередньо в шпинделі, у шпинделі через перехідну втулку, у шпинделі за допомогою патрона. Тому правильний вибір способу встановлення заготовки та інструмента є технологічним завданням, яке доцільно давати учням для самостійного розв'язування після того, як вони засвоять відповідний навчальний матеріал.

Визначення послідовності виконання трудових операцій. Щоб правильно скласти послідовність виконання трудових операцій, треба чітко уявляти собі, як повинна видозмінюватися форма заготовки в процесі обробки, щоб перетворення її в готову деталь відбувалося найраціональніше. У зв'язку з цим дуже важливо ознайомити учнів із загальними правилами, якими керуються при складанні «маршрутів» технології, і створити уявлення про операційні ескізи заготовки. Для виконання другої умови вчитель праці ще в той період, коли учні працюють за вичерпною технічною документацією, демонструє їм операційні ескізи, які можна показати в натурі або на плакаті.

Складання операційної технології. Виготовлення деталі включає, як правило, кілька трудових операцій. Тому після складання послідовності операцій доводиться визначати зміст останніх. І в цьому випадку учні повинні бути озброєні загальними правилами, виробленими практикою машинобудівних підприємств. Так само, як і при складанні послідовності виконання операцій, учні повинні вміти уявляти в просторі, який слід залишатиме інструмент на заготовці.

Самостійна розробка технологічного процесу. Учні, переходячи від простих технологічних завдань до складніших, стають вже підготовлені до самостійної розробки технологічних процесів, тобто до заповнення технологічних карт. Звичайно, цей момент настає не в усіх учнів одночасно. Вчитель повинен ураховувати індивідуальні особливості учнів і їхні здібності.

Таким чином, підсумовуючи все, що було розглянуто про технічне моделювання в школі, можна показати на схемі (рис. 1) дидактичний взаємозв'язок між графічними знаннями і вміннями та елементами знань і вмінь із конструювання і технології в процесі моделювання.

Виклад учням елементів конструкторських і технологічних знань спирається на графічні знання. Графічні знання і вміння використовуються також безпосередньо при моделюванні. Відомості з конструювання і технології подають учням кількома етапами. На кожному етапі вони можуть брати участь у процесі моделювання, зростає їх самостійність у розв'язанні творчих завдань. На останньому етапі передбачено самостійне розв'язання учнями всіх конструкторських і технологічних завдань, що виникають у процесі моделювання. Звичайно, об'єкти моделювання повинні бути посильними.

Рис. 1

9.2. Екологічний аспект обґрунтування об'єкта проектування

Запровадження проектно-технологічної системи навчання вимагає від учня засвоєння знань не тільки етапів проектування майбутнього виробу та чіткого розуміння технології виготовлення виробу, а й суттєвого володіння технологічними поняттями сучасного виробництва.

Реалізація проектно-технологічного навчання на уроках трудового навчання та заняттях з технічної творчості вимагає від учителя приділяти основну увагу конструкторському і технологічному аспектам розробки проектів учнями, де найважливішою є діяльність, що зводиться до розробки технологічної карти.

На нашу думку, технологічна підготовка учнів передбачає знання з технологічної обробки матеріалів, використання інструментів і машин та ознайомлення з технологічними поняттями сучасного промислового виробництва. За рахунок переносу знань про методи прогресивного, інтенсивного, ресурсозберігаючого виробництва у зміст навчання вчитель має можливість значно розширити техніко-економічну підготовку учня загальноосвітньої школи. Такий зміст навчання не суперечить стабільній частині програми, а навпаки, сприяє більш повному розкриттю розділів програми. Під час вивчення тем цих розділів доцільно дати учням відомості про ресурсозбереження, екологічність, замкнутість, безвідходність виробництва та основні етапи методик їх розрахунків, використання відходів деревини для виготовлення таких конструкційних матеріалів як ДСП, ДВП, використання на повнювачів для виготовлення композиційних матеріалів. Варто також показати позитивний вплив цих показників на рентабельність і собівартість продукції, яка матиме однакову природу як для виготовлення виробу на промисловому виробництві, так і виготовлення виробів у шкільній майстерні.

Розглянемо зміст вивчення основ ресурсозбереження та економічності виробництва в процесі проектування виробів з деревини та металу. Таке заняття може бути проведено на уроках технічної праці у 8 — 9 класах, після оволодіння учнями певним обсягом політехнічних знань, необхідних для сприйняття таких складних технологічних понять як екологічність виробництва, його безвідходність тощо.

У процесі обробки матеріалів, виготовлення деталей виробів у шкільних майстернях безсумнівно виникає велика кількість відходів, таких як: тирса, стружка, обрізки паперу, картону тощо. Викиди цих відходів у навколишнє середовище значно погіршують екологічність шкільного подвір'я, а їх повторне використання не тільки підвищує екологічність навчальних майстерень, а й забезпечує матеріально-сировинними ресурсами для виготовлення виробів. Тому учень повинен вміти точно визначати кількість утворених відходів, можливість їх повторного використання в майстерні та розраховувати екологічність технологічного процесу й економічність виробництва.

Досить цікаву методику запропонував Ю. В. Склянкін у роботі «Економіка безвідходного виробництва», яка може бути використана на заняттях під час проектування і виготовлення виробів з деревини. Застосування цієї методики розрахунку екологічних параметрів виробництва розширить політехнічні знання учнів і дасть змогу ознайомитися з технологічними процесами використання відходів. Адже вторинне їх використання для виготовлення інших деталей веде до підвищення коефіцієнта безвідходності виробництва, який за повного використання відходів буде дорівнювати одиниці. При коефіцієнті безвідходності Кб від 0,9 до 1 виробництво називають безвідходним, при Кб від 0,9 до 0,8 — маловідходним, при Кб меншим 0,7 — відходним. Так, коефіцієнт екологічності виробництва визначають за формулою:

Ке = 1 — Кв,

де Кв — коефіцієнт відходоємності виробництва.

Отже, вчитель на заняттях з технічної праці під час проектування і виготовлення виробів з деревини має змогу дати учням поняття про:

коефіцієнт безвідходності Кб;

коефіцієнт замкнутості Кз;

коефіцієнт відходоємності виробництва Кв;

коефіцієнт екологічності виробництва Ке.

Знаючи методику та формули розрахунку цих коефіцієнтів, учні мають змогу розрахувати коефіцієнти екологічності будь-якого виробництва, зокрема, виробництва деталей та об'єктів проектування у шкільній майстерні.

Розглянемо приклади практичного використання названої методики та її зміст. Коефіцієнт екологічності виробництва Ке залежить від коефіцієнта відходоємності виробництва Кв:

Ке = 1 — Кв.

Отже, зменшуючи Кв, тобто зменшуючи викиди у зовнішнє середовище, ми покращуємо екологічність виробництва. Вторинна переробка відходів сприяє замкнутості, безвідходності, екологічності виробництва, що покращує його економічну ефективність. Упровадження таких технологій у шкільних майстернях дасть змогу не тільки вивчати основи екологічності виробництва, а й економити матеріали та час на виготовлення інших деталей.

Звернемо увагу на послідовність технологічних операцій виготовлення деталей з відходів, якими є деревинна тирса та стружки, металеві ошурки, обрізки паперу, картону, текстилю. Деревинна тирса підмішується у глину при виготовленні керамічних деталей з глини (коліс моделей, елементів надбудов та ін.). Під час обпалювання деталей у муфельній печі з цього матеріалу утворюється легкий пористий композит. При відливанні деталей епоксидних смол та реактополімерів у довільну форму ошурки деревини, стружки, паперовий пил, волокна текстилю використовують у якості наповнювачів, які також утворюють композиційний матеріал із заданими фізико-механічними властивостями. Використання цих наповнювачів дасть змогу повторно використати відходи і зменшити витрати реактополімерів. Ефективність виробництва також зросте за рахунок інтенсифікації названих технологій, оскільки вони є малоопераційними, тобто виконуються за одну-дві технологічні операції (підготовка наповнювача, заливка у форму, зняття облою з готової деталі).

Паралельно виготовляючи деталі, вчитель має можливість на прикладі малоопераційних, безвідходних технологій ознайомитиучнів із сучасними засобами підвищення екологічності, використовуючи аналогії. Можна порівняти виробництво у шкільних майстернях з виробництвом на меблевому комбінаті. Для визначення коефіцієнта безвідходності виробництва як у шкільній майстерні, так і на комбінаті використовують таку формулу:

Кб = (Кез)/0,5;

де Кз = (Нт хАкнз)/Нт хАк,

Ак об'єм (маса) спожитих матеріально-сировинних ресурсів;

Онз — об'єм (маса) неперероблених відходів;

Ак — річний об'єм (маса) виробництва продукції з відходів;

Нт — фактичне споживання природних ресурсів на одиницю виготовленої продукції.

Знаючи все це, можна визначити Кв — коефіцієнт відходоємності за формулою:

Кв = Онз х Рч т х Ак,

де Рч  показник небезпечності відходів. Отже, можна визначити коефіцієнт екологічності за формулою:

Ке = 1 - Кв

Визначимо названі коефіцієнти, використавши приклад проектування та виготовлення табуретки у шкільних майстернях (рис.2), і розглянемо, наскільки буде екологічним наше виробництво за умови, що всі відходи будуть нами перероблені.

Рис. 2

Маса дощок на виготовлення табуретки

Нт = 4 кг;

Онз = 0,01 кг.

Значення Рч беремо з довідника, для деревинної тирси воно дорівнює 19,

Ак = 0,99 кг.

Визначимо коефіцієнт замкнутості нашого виробництва, підставивши у задану формулу дані. Дістанемо Кз = 0,99 кг, що вказує на високу замкненість виробництва.

Відповідно Кв = 0,48 та Ке = 0,95.

Знаючи ці коефіцієнти, визначимо коефіцієнт безвідходності: Кб = 0,97. Таке виробництво називається безвідходним та екологічно чистим. Отже, застосовуючи цю методику, учень може самостійно розраховувати екологічність виробництва технічного об'єкта в майстерні, його замкнутість, безвідходність. Саме це вказує на великий потенціал для екологічної освіти.

PAGE  1


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

71898. Французский классицизм. Н. Пуссен 12.6 KB
  Пуссен Никола (Poussin Nicolas) (1594-1665), французский живописец и рисовальщик. Учился у К.Варена и других французских художников; с 1624 Пуссен жил в Риме (в 1640-1642 - в Париже), испытал влияние Карраччи, Доменикино, Рафаэля, Тициана, Микеланджело...
71899. Инновационная продукция 15.1 KB
  Результаты инновационной деятельности в виде инновационной продукции которая может иметь конкретную вещественную форму или быть в неовеществленной форме например ноу-хау. В России законодательная охрана интеллектуальной собственности гарантирована Конституцией Российской...
71900. Лицензионная торговля 19.58 KB
  Различают 2 вида лицензионных вознаграждений: лицензионные вознаграждения размер которых определяют на основе фактически полученного экономического результата использования лицензии это могут быть периодические процентные отношения роялти процент от выручки прибыли...
71901. Внутренние текущие затраты 17.07 KB
  Внутренние текущие затраты на исследования и разработки распределяются по видам работ и секторам деятельности. Выделяют затраты на: фундаментальные исследования; прикладные исследования; разработки.
71902. Проблемы развития национальной инновационной системы 16.55 KB
  Состояние национальной инновационной системы в России ставит вопрос об экономической безопасности. Проблемы: Отсутствие развитой нормативно-правовой базы осуществления инновационной деятельности; Неразвитость правовых механизмов введения результатов инновационной деятельности в хозяйственный оборот...
71905. Зарубежный опыт государственного регулирования инновационной деятельности 16.75 KB
  Можно выделить 3 главные модели научно-технического развития: Страны ориентированные на лидерство в науке на реализацию крупномасштабных целевых проектов охватывающие все стадии производственного цикла.