проектирование и моделирование 11 класс

КГБОУ СПО «Бийский педагогический колледж»

Специальность о5о6о3 Изобразительное искусство и черчение

Конспект урока Черчения

В 11ых классах

В гимназии №1

Пузаковой Дарьи Владимировны

Тема урока: «Проектирование и моделирование»

Учитель: Веселова Нина Фёдоровна

Методист:Ефтифеева Тамара Селифововна

2012 г.

Тема

Проектирование и Моделирование.

Цель

Формирование новых знаний, умений.Познакомить учащихся с основами проектирования и моделирования.

Задачи

Обучающая–учить детей применять теоретические знания на практике, дать понятия проектирования и моделирования.

Развивающая– развивать пространственное мышление и воображение.

Воспитательная – формирование мотивационной сферы к учебной деятельности, самостоятельность, организованность, активизировать познавательный интерес к окружающему миру и интерес к процессу обучения.

Тип урока

Комбинированный

Оборудование

Учебник, Компьютер, проектор.

Зрительный ряд

Презентация.

Ход урока

План урока:

Орг. момент – 1 минуты

Объяснение нового материала – 20 – 25 минут

Выполнение практической работы учащимися – 10 — 15 минут

Итог урока – 5 минут

Домашняя работа – 1-2 минуты

Оргомент

Организационный момент

Цель: создать условия для возникновения у ученика внутренней потребности включения в учебный процесс

Проверка рабочих мест и готовность к уроку

Проверка наличии на столах тетради, учебника, простого карандаша, ластика.

Приветствие

— Здравствуйте. Меня зовут Дарья Владимировна. Я сегодня проведу у вас урок Черчения.

Сообщение темы

— А тема сегодняшнего урока «Проектирование и моделирование»

Изучение нового материала

Демонстрация презентации

Актуализация знаний

Цель: замотивировать учащихся в начале урока, вызвать интерес, актуализировать знания, необходимые для проблемного изложения нового материала

Постановка цели урока

Открытие нового

Цель: сформулировать и согласовать цель урока, организовать уточнение и согласование темы урока.

Сегодня на уроки мы познакомимся с такими понятиями как Проектирование и моделирование. Изучим основные стадии и задачи этих направлений, так же проведём не большую практическую работу.

Общий термин.

Проектирование — это деятельность человека или организации по созданию проекта, прототипа, прообраза предполагаемого или возможного объекта, состояния; комплекта документации, предназначенной для создания определённого объекта, его эксплуатации, ремонта и ликвидации, а так же для проверки или воспроизведения промежуточных и конечных решений, на основе которых был разработан объект.

Из истории:

В античное время проектирование рассматривалось как «наука архитектора». Деятельность архитектора связывалась не только с возведением зданий, но и с созданием строительных и военных машин, Описанием системы знаний и принципов организации этой науки представлено в труде римского архитектора и механика Витрувия, жившего 2 тысячи лет назад, в эпоху Цезаря и Августа.

Сейчас же проектирование является основным видом деятельности архитектора, инженера – конструктора, дизайнера, основанной на инженерно технических, естественно – научных, гуманитарных знаниях, которые интегрируются в творческом процессе, направленном на создание какого либо объекта.

К традиционным видам проектирования относятся: Инженерно – техническое проектирование, архитектурное, а так же дизайн – проектирование. Каждый вид проектирования направлен на определённую группу объектов.

Инженерно — техническое проектирование.

Стадии.

Процесс проектирования проходит определённые стадии. Каждая, из которых позволяет подготовить совокупность документов (расчетов, чертежей, схем и т.д.) необходимых для изготовления какого – либо объекта на производстве.

Перед началом работы конструктор получает техническое задание.

Техническое задание – это исходный документ для проектирования сооружения или промышленного комплекса, конструирования технического устройства (прибора, машины, системы управления и т.п.) либо проведения научно – исследовательских работ.

В техническом задании указывается назначение объекта, технические характеристики, требования, предъявляемые к сооружению или изделию, выполнение необходимых стадий разработки проектной документации и её состава, а также специальные требования, обусловленные спецификой самого объекта либо условиями его эксплуатации, сроки исполнения и т.д.

После изучения технического задания в конструктивном бюро, составляется ответ заказчику – техническое предложение.

Техническое предложение – это совокупность конструкторских документов, которые должны содержать технические и технико-экономические обоснования целесообразности или нецелесообразности разработки документации на изделие, которые подготавливается исходя из анализа технического задания.

Техническое предложение после согласования и утверждения в установленном порядке является основанием для разработки эскизного (технического) проекта.

Эскизный проект – это совокупность конструкторских документов, которые должны содержать принципиальные конструкторские решения, дающие общее представление об устройстве и принципе работы изделия, а также данные, определяющее назначение, основные параметры и габаритные размеры разрабатываемого изделия.

Эскизный проект после согласования и утверждения в установленном порядке служит основанием для создания технического проекта или рабочей конструкторской документации.

Технический проект – это совокупность конструктивных документов, которые должны содержать окончательные технические решения, дающее полное представление об устройстве разрабатываемого изделия, и исходные данные для разработки рабочей документации.

На этом этапе проверяют наличие патентов, инженерные расчеты, завершают испытания макетов, оценивают основные технические характеристики, мощность, производительность, расход топлива или электроэнергии, коэффициент полезного действия.

Заключительным и основным этапом является подготовка рабочей документации.

(чертежи деталей, сборочные чертежи)

Архитектурное проектирование.

А.П. проходит определённые стадии, которые отличаются от стадий инженерно-технического проектирования.

Основные стадии.

Задание на проектирование – это исходный проект для начала проектирования, который составляет заказчик проекта вместе с проектной организацией.

В задании указывается: Назначение архитектурного объекта, место строительства и объём строительства, сроки начала и окончания работ, применяемые конструкции и материалы, стадии архитектурного проектирования и строительства, указания по разработке демонстративных материалов и другие данные.

Разработка проектно-сметной документации – расчет сметной стоимости проекта. На основе изучения всех проектных документов принимается либо отклоняется решение об утверждении проекта.

Далее работа, непосредственно над проектом включающая в себя: Пояснительную записку, генеральный план с нанесением проектируемых и существующих зданий, ситуационный план, основные чертежи задания и так далее.



Рабочая документация, со сметами составленная на основе утверждённого проекта. Рабочая документация предназначена для строительно-монтажных работ,

В ней должны быть отражены все подробности запроектированного здания.

Дизайн-проектирование.

Задание на проектирование представляет собой все необходимые дизайнеру сведенья об объекте проектирования: его назначение, функциональные, конструктивные, технологические, эргономические и другие требования.

Указывается вид проектирования – стайлинг, т.е. изменение внешнего вида существующего изделия с целью придания ему современного вида либо проектирования совершенно нового изделия, что обычно связанно с принципиально новой постановкой задач или неизвестным ранее техническим принципом.

В предпроектное исследование входят фотофиксация и зарисовки, обмеры исходной ситуации или прототипа, хронометраж операций пользователя, опрос потребителей и др.

Форэскиз предполагает собой выполнение многовариантного графического и пластического поиска решения, основной идеи проектируемого объекта, Подготовка дизайн концепции.

В эскизное проектирование входят работы над рисунками и эскизами объекта в разных ракурсах. Графические вариации различной компоновки узлов и деталей, цветофактурное решение, Выполнение макета или модели и испытание на прочность, и жесткость конструкции, аэродинамические свойства. Оценка эргономических и эстетических качеств внешней формы изделия и т.д.

Художественно-конструктивный проект – уточнение деталей проектированного предмета. Выполнение чертежей и макетов в более крупном размере.

Рабочий проект – содержит совокупность проектной документации, необходимой для изготовления изделия на производстве.

Моделирование.

Общий термин.

Моделирование – это процесс исследования каких-либо процессов, объектов путём построения и изучения моделей.

Виды моделирования:

См. презентацию.

Модель – образец (копия) какого-либо изделия

или конструкции, необходимой для массового изготовления в производстве.

Моделирование позволяет изготовить модель и проверить её в лабораторных условиях.

Этапы моделирования:

Первый этап— постановка задачи включает в себя стадии: описание задачи, определение цели моделирования, анализ объекта.

Описание задачи

Задача формулируется на обычном языке. По характеру постановки все задачи можно разделить на две основные группы. К первой группе можно отнести задачи, в которых требуется исследовать, как изменятся характеристики объекта при некотором воздействии на него, «что будет, если?…».

Например, что будет, если магнитный диск положить рядом с магнитом? Или: что будет, если повысить проходной балл в институт? Резко увеличить плату за проезд в общественном транспорте? и т. п.

В задачах, относящихся ко второй группе, требуется определить, какое надо произвести воздействие на объект, чтобы его параметры удовлетворяли некоторому заданному условию, «как сделать, чтобы?..».

Например, как надо построить образовательный процесс в современной школе, чтобы детям было интересно учиться?

Определение цели моделирования

На этой стадии необходимо среди многих характеристик (параметров) объекта выделить существенные. Мы уже говорили о том, что для одного и того же объекта при разных целях моделирования существенными будут считаться разные свойства.

Например, если вы строите модель яхты для участия в соревнованиях моделей судов, то в первую очередь вас будут интересовать ее судоходные характеристики. Вы будете решать задачу «как сделать, чтобы…?»

А того, кто собирается на яхте в круиз, помимо тех же самых параметров, будет интересовать, внутреннее устройство: количество палуб, комфортабельность и т. п.

Для конструктора яхты, строящего компьютерную имитационную модель для проверки надежности конструкции в штормовых условиях, моделью яхты будет изменение изображения и расчетных параметров на экране монитора при изменении значений входных параметров. Он будет решать задачу «что будет, если…?»

Определение цели моделирования позволяет четко установить, какие данные являются исходными, что требуется получить на выходе и какими свойствами объекта можно пренебречь.

Таким образом, строится словесная модель задачи.

Анализ объекта подразумевает четкое выделение моделируемого объекта и его основных свойств.

Второй этап — формализация задачи связан с созданием формализованной модели, то есть модели, записанной на каком-либо формальном языке. Например, данные переписи населения, представленные в виде таблицы или диаграммы — это формализованная модель.

В общем смысле формализация — это приведение существенных свойств и признаков объекта моделирования к выбранной форме.

Формальная модель — это модель, полученная в результате формализации.

Для решения задачи на компьютере больше всего подходит язык математики. В такой модели связь между исходными данными и конечными результатами фиксируется с помощью различных формул, а также накладываются ограничения на допустимые значения параметров.

Третий этап — разработка компьютерной модели начинается с выбора инструмента моделирования, другими словами, программной среды, в которой будет создаваться и исследоваться модель.

От этого выбора зависит алгоритм построения компьютерной модели, а также форма его представления. В среде программирования это программа, написанная на соответствующем языке. В прикладных средах (электронные таблицы, СУБД, графических редакторах и т. д.) это последовательность технологических приемов, приводящих к решению задачи.

Следует отметить, что одну и ту же задачу можно решить, используя различные среды. Выбор инструмента моделирования зависит, в первую очередь, от реальных возможностей, как технических, так и материальных.

Четвертый этап — компьютерный эксперимент включает две стадии: тестирование модели и проведение исследования.

Тестирование моделиТестирование модели — процесс проверки правильности построения модели.

На этой стадии проверяется разработанный алгоритм построения модели и адекватность полученной модели объекту и цели моделирования.

Для проверки правильности алгоритма построения модели используется тестовые данные, для которых конечный результат заранее известен. (Обычно его определяют ручным способом). Если результаты совпадают, то алгоритм разработан, верно, если нет — надо искать и устранять причину их несоответствия.

Тестирование должно быть целенаправленным и систематизированным, а усложнение тестовых данных должно происходить постепенно. Чтобы убедиться, что построенная модель правильно отражает существенные для цели моделирования свойства оригинала, то есть является адекватной, необходимо подбирать тестовые данные, которые отражают реальную ситуацию.

Исследование модели

К этой стадии компьютерного эксперимента можно переходить только после того, как тестирование модели прошло успешно, и вы уверены, что создана именно та модель, которую необходимо исследовать.

Пятый этап — анализ результатов является ключевым для процесса моделирования. Именно по итогам этого этапа принимается решение: продолжать исследование или закончить.

Если результаты не соответствуют целям поставленной задачи, значит, на предыдущих этапах были допущены ошибки. В этом случае необходимо корректировать модель, то есть возвращаться к одному из предыдущих этапов. Процесс повторяется до тех пор, пока результаты компьютерного эксперимента не будут отвечать целям моделирования.

Практическое задание

Итог урока

Домашняя работа

Создать проект «дизайн столовой»

Что нового вы узнали на сегодняшнем уроке?

Доделать творческий проект. Повторить материал в тетради.