Grafički zadaci. Suvremeni problemi znanosti i obrazovanja

Grafički prikaz fizičkog procesa često ga čini vizualnijim i time olakšava razumijevanje fenomena koji se razmatra. Ponekad omogućujući značajno pojednostavljenje izračuna, grafikoni se naširoko koriste u praksi za rješavanje različitih problema. Sposobnost njihove izrade i čitanja obavezna je za mnoge stručnjake danas.

Sljedeće zadatke smatramo grafičkim zadacima:

za gradnju, gdje su crteži i crteži od velike pomoći;
sheme rješavane pomoću vektora, grafova, dijagrama, dijagrama i nomograma.

1) Lopta je bačena okomito prema gore s tla početnom brzinom v O. Nacrtajte graf brzine lopte u odnosu na vrijeme, pod pretpostavkom da su udarci o tlo savršeno elastični. Otpor zraka zanemariti. [riješenje ]

2) Putnik koji je zakasnio na vlak primijetio je da je kraj njega prošao pretposljednji vagon t 1 = 10 s, a zadnji - za t 2 = 8 s. Uz pretpostavku da je vlak jednoliko ubrzan, odredite vrijeme kašnjenja. [riješenje ]

3) U sobi visokoj H lagana opruga s krutošću pričvršćena je na strop na jednom kraju k, koji ima duljinu u nedeformiranom stanju l o (l o< H ). Na podu ispod opruge postavljen je blok visine x s osnovnom površinom S, izrađen od materijala s gustoćom ρ . Konstruirajte graf ovisnosti pritiska bloka na pod u odnosu na visinu bloka. [riješenje ]

4) Buba puzi duž osi Vol. Odredite prosječnu brzinu njezina kretanja u području između točaka s koordinatama x 1 = 1,0 m I x 2 = 5,0 m, ako je poznato da umnožak brzine insekta i njegove koordinate ostaje cijelo vrijeme konstantan, jednak c = 500 cm 2 /s. [riješenje ]

5) Na blok mase 10 kg sila djeluje na vodoravnu površinu. S obzirom da je koeficijent trenja jednak 0,7 , definirati:

sila trenja za slučaj ako F = 50 N i usmjerena vodoravno.
sila trenja za slučaj ako F = 80 N i usmjerena vodoravno.
nacrtajte graf ovisnosti ubrzanja bloka u odnosu na vodoravno primijenjenu silu.
Kolika je najmanja sila potrebna za povlačenje užeta da bi se blok ravnomjerno pomicao? [riješenje ]

6) Na mješalicu su spojene dvije cijevi. Svaka cijev ima slavinu kojom se može regulirati protok vode kroz cijev mijenjajući je od nule do maksimalne vrijednosti J o = 1 l/s. Voda teče u cijevima pri temperaturama t 1 = 10°C I t2 = 50°C. Nacrtajte grafikon maksimalnog protoka vode koja istječe iz miješalice u odnosu na temperaturu te vode. Gubitke topline zanemariti. [riješenje ]

7) Kasno navečer mladić visok h hoda uz rub horizontalnog ravnog pločnika konstantnom brzinom v. Na daljinu l S ruba pločnika nalazi se rasvjetni stup. Goruća svjetiljka je fiksirana na visini H s površine zemlje. Napravite grafikon brzine kretanja sjene glave osobe ovisno o koordinati x. [riješenje ]

Sve konstrukcije u procesu grafičkog obračuna izvode se pomoću razmaknice:

navigacijski kutomjer,

paralelni lenjir,

mjerni kompas,

šestar za crtanje olovkom.

Linije su nacrtane jednostavnom olovkom i uklonjene mekom gumicom.

Uzmite koordinate zadane točke s karte. Ovaj se zadatak najpreciznije može izvršiti pomoću mjernog kompasa. Za mjerenje zemljopisne širine jedan krak šestara postavi se na zadanu točku, a drugi se primakne najbližoj paraleli tako da ga dodiruje luk koji kompas opisuje.

Ne mijenjajući kut krakova šestara, dovedite ga do okomitog okvira karte i postavite jedan krak na paralelu do koje je izmjerena udaljenost.
Drugi krak postavlja se na unutarnju polovicu okomitog okvira prema danoj točki i očitava se zemljopisna širina s točnošću od 0,1 najmanjeg odjeljka okvira. Zemljopisna dužina određene točke određuje se na isti način, samo se udaljenost mjeri do najbližeg meridijana, a dužina se očitava uz gornji ili donji okvir karte.

Postavite točku na zadane koordinate. Rad se obično izvodi pomoću paralelnog ravnala i mjernog šestara. Ravnalo se postavlja na najbližu paralelu i jedna njegova polovica se pomiče na zadanu zemljopisnu širinu. Zatim pomoću rješenja kompasa uzmite udaljenost od najbližeg meridijana do zadane zemljopisne dužine duž gornjeg ili donjeg okvira karte. Jedan krak šestara postavi se na presjek ravnala na istom meridijanu, a drugi krak se slabo ubrizgava također na presjek ravnala u smjeru zadane geografske dužine. Mjesto ubrizgavanja bit će zadana točka

Izmjerite udaljenost između dvije točke na karti ili iscrtajte poznatu udaljenost od dane točke. Ako je udaljenost između točaka mala i može se mjeriti jednim rješenjem šestara, tada se krakovi šestara postavljaju na jednu i drugu točku, ne mijenjajući njegovo rješenje, i postavljaju se na bočni okvir karte približno na isto mjesto. zemljopisna širina u kojoj se nalazi izmjerena udaljenost.

Kada se mjeri velika udaljenost, ona se dijeli na dijelove. Svaki dio udaljenosti mjeri se u miljama na geografskoj širini područja. Također možete upotrijebiti kompas da uzmete "okrugli" broj milja (10,20, itd.) sa bočnog okvira karte i brojite koliko puta da postavite taj broj duž cijele linije koja se mjeri.
U ovom slučaju, milje se uzimaju s bočnog okvira karte približno suprotnog od sredine mjerene linije. Ostatak udaljenosti mjeri se na uobičajeni način. Ako trebate odvojiti malu udaljenost od određene točke, uklonite je kompasom s bočnog okvira karte i postavite je na položenu liniju.
Udaljenost se uzima iz okvira približno na geografskoj širini dane točke, uzimajući u obzir njezin smjer. Ako je udaljenost koja se izdvaja velika, tada je uzimaju iz okvira karte otprilike nasuprot sredini zadane udaljenosti 10, 20 milja itd. i odgoditi potreban broj puta. Ostatak udaljenosti mjeri se od posljednje točke.

Izmjerite smjer pravog kursa ili pravca nacrtanog na karti. Paralelno ravnalo primijenjeno je na liniju na karti, a kutomjer je postavljeno na rub ravnala.
Kutomjer se pomiče po ravnalu dok se njegov središnji potez ne poklopi s bilo kojim meridijanom. Podjela na kutomjeru kroz koji prolazi isti meridijan odgovara smjeru kursa ili smjeru.
Budući da su na kutomjeru označena dva očitanja, pri mjerenju smjera položene linije treba voditi računa o četvrtini horizonta u kojoj se nalazi dati pravac.

Nacrtajte liniju pravog kursa ili smjera iz zadane točke. Za izvođenje ovog zadatka koristite kutomjer i paralelno ravnalo. Kutomjer se postavlja na kartu tako da se njegov središnji potez poklapa s bilo kojim meridijanom.

Zatim se kutomjer okreće u jednom ili drugom smjeru dok se potez luka koji odgovara očitanju zadanog kursa ili smjera ne poklopi s istim meridijanom. Paralelno ravnalo se nanosi na donji rub ravnala kutomjera, a nakon uklanjanja kutomjera razmakne ga, dovodeći ga do zadane točke.

Crta se povlači duž reza ravnala u željenom smjeru. Premještanje točke s jedne karte na drugu. Smjer i udaljenost do određene točke od bilo kojeg svjetionika ili drugog orijentira označenog na obje karte uzima se s karte.
Na drugoj karti, ucrtavanjem željenog pravca od ovog orijentira i ucrtavanjem udaljenosti po njemu, dobiva se zadana točka. Ovaj zadatak je kombinacija

Problemi ove vrste uključuju one u kojima su svi ili dio podataka navedeni u obliku grafičkih ovisnosti među njima. U rješavanju takvih problema mogu se razlikovati sljedeće faze:

2. faza - iz zadanog grafikona saznajte u kakvom su odnosu količine; otkriti koja je fizikalna veličina nezavisna, tj. argument; koja je veličina zavisna, tj. funkcija; prema vrsti grafa odrediti o kakvoj je ovisnosti riječ; saznajte što je potrebno - definirajte funkciju ili argument; ako je moguće, napišite jednadžbu koja opisuje zadani graf;

Faza 3 - označite zadanu vrijednost na osi apscisa (ili ordinata) i vratite okomicu na sjecište s grafom. Spustite okomicu od sjecišta na os ordinata (ili apscisu) i odredite vrijednost željene količine;

Faza 4 - procijeniti dobiveni rezultat;

Faza 5 - zapišite odgovor.

Čitanje grafikona koordinata znači da iz grafikona treba odrediti: početnu koordinatu i brzinu kretanja; zapisati koordinatnu jednadžbu; određuje vrijeme i mjesto sastanka tijela; odrediti u kojem trenutku tijelo ima zadanu koordinatu; odrediti koordinatu koju tijelo ima u određenom trenutku.

Problemi četvrte vrste - eksperimentalni . To su problemi u kojima je za pronalaženje nepoznate veličine potrebno eksperimentalno izmjeriti dio podataka. Predlaže se sljedeći operativni postupak:

Faza 2 - utvrditi koji fenomen, zakon leži u osnovi iskustva;

Faza 3 - razmislite o eksperimentalnom dizajnu; utvrditi popis instrumenata i pomoćnih predmeta ili opreme za izvođenje pokusa; razmislite o slijedu eksperimenta; po potrebi izraditi tablicu za bilježenje rezultata pokusa;

4. faza - izvesti pokus i rezultate upisati u tablicu;

Faza 5 - napravite potrebne izračune, ako je potrebno prema uvjetima problema;

Faza 6 - razmislite o dobivenim rezultatima i zapišite odgovor.

Pojedini algoritmi za rješavanje problema kinematike i dinamike imaju sljedeći oblik.

Algoritam za rješavanje problema iz kinematike:

Faza 2 - zapišite numeričke vrijednosti zadanih veličina; izraziti sve veličine u SI jedinicama;

Faza 3 - izraditi shematski crtež (putanja kretanja, vektori brzine, ubrzanja, pomaka itd.);

Faza 4 - odaberite koordinatni sustav (trebate odabrati sustav tako da jednadžbe budu jednostavne);

Faza 5 - sastaviti osnovne jednadžbe za određeno kretanje koje odražavaju matematički odnos između fizikalnih veličina prikazanih na dijagramu; broj jednadžbi mora biti jednak broju nepoznatih veličina;

Faza 6 - riješiti sastavljeni sustav jednadžbi u općem obliku, u slovnom zapisu, tj. dobiti formulu za izračun;

Faza 7 - odaberite sustav mjernih jedinica ("SI"), zamijenite nazive jedinica u formuli za izračun umjesto slova, izvršite radnje s nazivima i provjerite rezultira li rezultat mjernom jedinicom željene količine;

8. stupanj - sve zadane veličine izraziti u odabranom sustavu jedinica; zamijeniti u formule za izračun i izračunati vrijednosti potrebnih količina;

Faza 9 - analizirati rješenje i formulirati odgovor.

Usporedbom slijeda rješavanja problema u dinamici i kinematici moguće je vidjeti da su neke točke zajedničke za oba algoritma, što pomaže da ih se bolje zapamti i uspješnije primijeni pri rješavanju problema.

Algoritam za rješavanje dinamičkih problema:

2. faza - zapišite uvjet zadatka, izražavajući sve veličine u SI jedinicama;

3. faza - nacrtati sve sile koje djeluju na tijelo, vektore ubrzanja i koordinatne sustave;

Faza 4 - zapišite jednadžbu drugog Newtonovog zakona u vektorskom obliku;

Faza 5 - zapišite osnovnu jednadžbu dinamike (jednadžbu drugog Newtonovog zakona) u projekcijama na koordinatnim osima, uzimajući u obzir smjer koordinatnih osi i vektora;

Faza 6 - pronaći sve veličine uključene u ove jednadžbe; zamijeniti u jednadžbe;

Faza 7 - riješiti problem u općem obliku, tj. rješavati jednadžbu ili sustav jednadžbi za nepoznatu veličinu;

Faza 8 - provjerite dimenziju;

Faza 9 - dobiti numerički rezultat i povezati ga sa stvarnim vrijednostima.

Algoritam za rješavanje problema toplinskih pojava:

Faza 1 - pažljivo pročitajte tvrdnju problema, saznajte koliko je tijela uključeno u izmjenu topline i koji se fizički procesi događaju (na primjer, zagrijavanje ili hlađenje, taljenje ili kristalizacija, isparavanje ili kondenzacija);

Faza 2 - ukratko zapišite uvjete problema, nadopunjujući potrebnim tabličnim vrijednostima; izraziti sve veličine u SI sustavu;

Faza 3 - zapišite jednadžbu toplinske ravnoteže uzimajući u obzir znak količine topline (ako tijelo prima energiju, stavite znak "+", ako ga tijelo daje, stavite znak "-");

Faza 4 - zapišite potrebne formule za izračun količine topline;

Faza 5 - zapišite dobivenu jednadžbu u općem obliku u odnosu na tražene veličine;

Faza 6 - provjerite dimenziju dobivene vrijednosti;

Faza 7 - izračunajte vrijednosti potrebnih količina.

RAČUNSKI I GRAFIČKI RADOVI

Posao br. 1

UVOD OSNOVNI POJMOVI MEHANIKE

Ključne točke:

Mehaničko kretanje je promjena položaja tijela u odnosu na druga tijela ili promjena položaja dijelova tijela tijekom vremena.

Materijalna točka je tijelo čije se dimenzije u ovom zadatku mogu zanemariti.

Fizičke veličine mogu biti vektorske i skalarne.

Vektor je veličina koju karakterizira brojčana vrijednost i smjer (sila, brzina, ubrzanje itd.).

Skalar je veličina koju karakterizira samo brojčana vrijednost (masa, volumen, vrijeme itd.).

Putanja je pravac po kojem se tijelo giba.

Prijeđeni put je duljina putanje tijela koje se kreće, oznaka - l, SI jedinica: 1 m, skalar (ima veličinu, ali nema smjer), ne određuje jednoznačno konačni položaj tijela.

Pomak je vektor koji povezuje početni i naknadni položaj tijela, oznaka - S, mjerna jedinica u SI: 1 m, vektor (ima modul i smjer), jednoznačno određuje konačni položaj tijela.

Brzina je vektorska fizička veličina jednaka omjeru kretanja tijela i vremenskog razdoblja tijekom kojeg se to kretanje dogodilo.

Mehaničko gibanje može biti translatorno, rotacijsko i oscilatorno.

Progresivna kretanje je kretanje u kojem se bilo koja ravna linija kruto povezana s tijelom pomiče dok ostaje paralelna sama sa sobom. Primjeri translatornog gibanja su kretanje klipa u cilindru motora, kretanje kabine panoramskog kotača itd. Tijekom translatornog gibanja sve točke krutog tijela opisuju iste putanje iu svakom trenutku imaju iste brzine i akceleracije.

Rotacijski Gibanje apsolutno krutog tijela je gibanje kod kojeg se sve točke tijela gibaju u ravninama okomitim na fiksnu ravnu crtu, tzv. os rotacije, te opisati kružnice čija središta leže na ovoj osi (rotori turbina, generatora i motora).

Oscilatorni gibanje je kretanje koje se periodički ponavlja u prostoru tijekom vremena.

Referentni sustav je kombinacija referentnog tijela, koordinatnog sustava i metode mjerenja vremena.

Referentno tijelo- bilo koje proizvoljno odabrano tijelo koje se konvencionalno smatra nepomičnim, u odnosu na koje se proučava položaj i kretanje drugih tijela.

Koordinatni sustav sastoji se od pravaca identificiranih u prostoru - koordinatnih osi koje se sijeku u jednoj točki, koja se naziva ishodištem i odabranim jediničnim segmentom (ljestvicom). Za kvantitativno opisivanje kretanja potreban je koordinatni sustav.

U kartezijevom koordinatnom sustavu položaj točke A u određenom trenutku u odnosu na ovaj sustav određen je s tri koordinate x, y i z, ili radijus vektor.

Trajektorija kretanja materijalne točke je pravac koji opisuje ta točka u prostoru. Ovisno o obliku putanje kretanje može biti izravna I krivolinijski.

Gibanje se naziva jednolikim ako se brzina materijalne točke ne mijenja tijekom vremena.

Akcije s vektorima:

Ubrzati– vektorska veličina koja pokazuje smjer i brzinu kretanja tijela u prostoru.

Svaki mehanički pokret ima apsolutne i relativne prirode.

Apsolutno značenje mehaničkog gibanja je da ako se dva tijela približavaju ili udaljavaju jedno od drugog, tada će se približavati ili udaljavati u bilo kojem referentnom okviru.

Relativnost mehaničkog gibanja je da:

1) nema smisla govoriti o gibanju bez naznake referentnog tijela;

2) u različitim referentnim sustavima isto kretanje može izgledati različito.

Zakon zbrajanja brzina: Brzina tijela u odnosu na nepomični referentni sustav jednaka je vektorskom zbroju brzine istog tijela u odnosu na pomični referentni sustav i brzine gibljivog sustava u odnosu na nepomični.

Kontrolna pitanja

1. Definicija mehaničkog gibanja (primjeri).

2. Vrste mehaničkog gibanja (primjeri).

3. Pojam materijalne točke (primjeri).

4. Uvjeti pod kojima se tijelo može smatrati materijalnom točkom.

5. Kretanje naprijed (primjeri).

6. Što uključuje referentni okvir?

7. Što je jednoliko gibanje (primjeri)?

8. Što se naziva brzinom?

9. Zakon zbrajanja brzina.

Ispunite zadatke:

1. Puž je puzao ravno 1 m, zatim napravio zaokret, opisujući četvrtinu kruga polumjera 1 m, te puzao dalje okomito na prvobitni smjer kretanja još 1 m. Nacrtajte, izračunajte prijeđeni put i modul pomaka, ne zaboravite na crtežu prikazati vektor kretanja puža.

2. Automobil u kretanju napravio je polukružni zaokret, opisujući pola kruga. Napravite crtež koji prikazuje putanju i kretanje automobila u trećini vremena skretanja. Koliko je puta prijeđeni put u navedenom vremenskom razdoblju veći od modula vektora odgovarajućeg pomaka?

3. Može li se skijaš na vodi kretati brže od čamca? Može li se čamac kretati brže od skijaša?

1 podružnica Savezne državne proračunske obrazovne ustanove visokog stručnog obrazovanja "Uralsko državno prometno sveučilište"

Obuka tehničkih stručnjaka uključuje obaveznu fazu grafičke pripreme. Grafičko osposobljavanje tehničkih stručnjaka odvija se u procesu izvođenja grafičkih radova različitih vrsta, uključujući rješavanje problema. Grafičke zadatke možemo podijeliti na različite vrste, prema sadržaju uvjeta zadatka i prema radnjama koje učenici izvode u procesu rješavanja zadatka. Izrada tipologije zadataka, načela njihove klasifikacije, podjela zadataka na različite tipove radi njihove učinkovite upotrebe u procesu učenja, razvoj karakteristika zadataka na temelju klasifikacije grafičkih zadataka. Za razvijanje motivacije za grafičko osposobljavanje učenika potrebno je u obrazovni proces uključiti kreativne zadatke koji podrazumijevaju uključivanje elemenata kreativnog traženja u proces učenja. Usustavljivanje kreativnog interaktivnog zadatka koji smo razvili za izradu grafičkih zadataka usmjerenih na vitalnost, klasifikacija vrsta zadataka i proizvoda njihove provedbe u skupine prema određenim kriterijima: prema sadržaju zadatka, prema radnjama na grafički objekti, prema obuhvatu nastavnog gradiva, prema načinu rješavanja i prezentaciji rezultata rješenja o ulozi zadatka u formiranju grafičkog znanja. Cjelovita sistematizacija grafičkih zadataka na različitim razinama ovladanosti gradivom omogućuje cjelovit razvoj grafičkih sposobnosti učenika, čime se unapređuje kvaliteta školovanja tehničkih stručnjaka.

razine svladavanja grafičkih znanja

zaplet zadatka usmjerenog na vitalnost

izvodi se pri rješavanju grafičkih problema

akcije i operacije

klasifikacija grafičkih zadataka

sustavi za rješavanje problema i grafički sustavi za rješavanje problema

kreativni interaktivni zadaci za razvoj zadataka usmjerenih na vitalnost

grafički zadatak klasičnog sadržaja

1. Bukharova G.D. Teorijske osnove poučavanja učenika sposobnosti rješavanja fizikalnih problema: udžbenik. džeparac. – Ekaterinburg: URGPPU, 1995. – 137 str.

2. Novoselov S.A., Turkina L.V. Kreativni zadaci iz nacrtne geometrije kao sredstvo oblikovanja opće indikativne osnove za nastavu inženjerske grafičke djelatnosti // Obrazovanje i znanost. Vijesti o Uralskom ogranku Ruske akademije obrazovanja. – 2011. – Broj 2 (81). – str. 31-42

3. Ryabinov D.I., Zasov V.D. Zadaci iz nacrtne geometrije. – M.: Država. Naklada tehničke i teorijske literature, 1955. – 96 str.

4. Tulkibaeva N.N., Fridman L.M., Drapkin M.A., Valovich E.S., Bukharova G.D. Rješavanje zadataka iz fizike. Psihološki i metodološki aspekt / Urednici Tulkibaeva N.N., Drapkina M.A. Čeljabinsk: Izdavačka kuća ChGPI “Fakel”, 1995.-120 str.

5. Turkina L.V. Zbirka zadataka iz nacrtne geometrije sa sadržajem orijentiranim na vitagen / – Nižnji Tagil; Ekaterinburg: UrGUPS, 2007. – 58 str.

6. Turkina L.V. Kreativni grafički zadatak – struktura sadržaja i rješenje // Suvremeni problemi znanosti i obrazovanja. – 2014. – br. 2; URL: http://www..03.2014).

Jedna od glavnih komponenti osposobljavanja tehničkih stručnjaka su praktične obrazovne aktivnosti, uključujući aktivnosti za rješavanje obrazovnih problema. Rješavanje problema različitih vrsta omogućuje razvijanje vještina i sposobnosti, rješavanje problema obrazovne prirode i razvijanje spremnosti za razvoj kreativnog traženja u procesu profesionalne djelatnosti budućih stručnjaka.

Raznolikost tipova problema koji se učenicima nude na rješavanje proširuje učenikove horizonte, uči ih praktičnoj primjeni znanja i motivira njihove samostalne aktivnosti učenja. Da bi se cijeli niz odgojno-obrazovnih zadataka u pojedinoj disciplini mogao primijeniti, potrebno je imati predodžbu o svoj njihovoj raznolikosti, klasificirati ih prema određenim kriterijima i svrhovito ih koristiti za razvoj osobina ličnosti budućih stručnjaka koji su traženi u profesionalnim aktivnostima.

Jedna od glavnih sastavnica izobrazbe tehničkih stručnjaka je grafička obuka koja uključuje praktičnu komponentu u obliku rješavanja grafičkih problema. Rješavanje grafičkih zadataka temelj je razvoja crtačkih vještina, poznavanja teorije projekcije i pravila oblikovanja grafičkih slika. Svrha grafičkog zadatka je stvoriti grafičku sliku zadanog objekta, izgrađenu u skladu s pravilima Jedinstvenog sustava projektne dokumentacije, ili transformirati ili dopuniti zadanu grafičku sliku objekta.Struktura grafičkog zadatka u biti je slična strukturi problema fizike koju je definirao G.D. Bukharova kao složeni didaktički sustav, gdje su komponente (sustavi zadataka i rješenja) predstavljene u jedinstvu, međusobnoj povezanosti, međuovisnosti i interakciji, od kojih se svaka pak sastoji od elemenata koji su u istoj dinamičkoj ovisnosti.

Problemski sustav, kao što je poznato, uključuje predmet, uvjete i zahtjeve problema; sustav rješavanja uključuje skup međusobno povezanih metoda, metoda i sredstava za rješavanje problema.

Sustav zadataka grafičkog zadatka određen je njegovim sadržajem koji se može klasificirati prema dijelovima grafičkih disciplina koje se koriste (npr. nacrtna geometrija). Za sistematizaciju vrsta i tipova grafičkih zadataka potrebno je razviti osnove, principe i izgraditi sustav za njihovu podjelu u skupine. Da bismo to učinili, nudimo koncept tipologije (klasifikacije) grafičkih zadataka koji smo razvili. Klasifikacija problema koju smo razvili slična je klasifikaciji problema iz fizike, ali ima svoje karakteristike karakteristične za nastavu grafičkih disciplina, koje karakterizira ne samo ovladavanje određenim područjem znanja, već i razvijanje vještina u njihovom primjena u izradi grafičke dokumentacije.

Uvjet zadatka, kao ulaznog elementa sustava zadataka, određuje učenikove daljnje radnje i omogućuje klasificiranje grafičkih zadataka prema vrstama grafičkih radnji na objektima.

Vrste objekata na kojima se izvode grafičke radnje mogu biti sljedeće:

problemi s ravnim objektima (točka, linija, ravnina);
problemi s prostornim objektima (površine, geometrijska tijela);
problemi s mješovitim objektima (točka, pravac, ravnina, površina, geometrijsko tijelo).

Prema opsegu nastavnog gradiva iz nacrtne geometrije zadaci se mogu podijeliti na homogene (jedan dio) i mješovite (više dijelova) poligene.

zadaci s tekstualnim uvjetima;
zadaci s grafičkim uvjetima;
zadaci mješovitog sadržaja.

Na temelju dostatnosti informacija zadaci se dijele na:

definirani zadaci;
zadaci pretraživanja.

Proces rješavanja problema određuje sustav rješavanja i omogućuje klasificiranje grafičkih zadataka prema sljedećim parametrima i karakteristikama procesa izvođenja radnji na objektima zadatka:

Prema vrsti grafičkih operacija na objektima, zadaci mogu biti sljedeći:

zadaci određivanja položaja predmeta u prostoru u odnosu na ravnine projekcija i promjena njegova položaja;
zadaci za određivanje međusobnog položaja predmeta;
metrički zadaci (određivanje prirodne veličine predmeta: dimenzije linearnih veličina, oblika)

Prema radnjama usmjerenim na predmet, zadaci mogu biti:

zadaci izvršenja;
transformacijski zadaci;
zadaci dizajna;
dokazni zadaci;
slaganje zadataka;
ciljevi istraživanja.

Prema načinu rješavanja grafičkih zadataka mogu biti:

problemi riješeni grafički;
problemi rješavani analitičkom (računskom) metodom;
problemi riješeni na logičan način uz grafički dizajn rješenja.

Na temelju upotrebe alata za rješavanje grafički problemi se dijele na:

zadaci rješavani ručno;
problema koji se rješavaju pomoću informacijske tehnologije.

Ovisno o broju rješenja, problem može biti:

problemi koji imaju jedno rješenje;
problemi s više rješenja;
probleme koji nemaju rješenja.

Prema ulozi zadataka u formiranju grafičkih znanja, mogu se svrstati u formativne zadatke:

grafički pojmovi (pojmovi) i pojmovi;
vještine i sposobnosti primjene metode projekcije;
vještine i sposobnosti primjene metoda transformacije crteža;
vještine i sposobnosti primjene metoda za određivanje položaja objekta;
vještine i sposobnosti primjene metoda za određivanje zajedničkih dijelova dvaju ili više objekata (crte presjeka);
vještine i sposobnosti primjene metoda za određivanje veličine predmeta;
vještine i sposobnosti primjene metoda za određivanje oblika predmeta;
vještine i sposobnosti primjene metoda za određivanje razvoja objekta.

Na primjer:

Zadatak br. 1. Konstruirajte točku B na dijagramu, koja pripada horizontalnoj ravnini projekcije, udaljena je 40 mm od ravnine frontalne projekcije, a 20 mm dalje od ravnine profilne projekcije nego od frontalne.

Problem je homogen, sadržajno se odnosi na odjeljak “Točka i pravac” iz discipline “Nacrtna geometrija”. Zadatak zahtijeva izvođenje grafičkih radnji na ravnom objektu, uvjet zadatka prikazan je u tekstualnom obliku, zadatak ima dovoljnu količinu informacija i nije zadatak pretraživanja. Ovo je klasičan primjer zadatka određivanja položaja objekta u prostoru u odnosu na ravnine projekcije i njegovog prikazivanja na crtežu (dijagramu). Zadatak - izvršenje određenih radnji navedenih uvjetom zadatka; Ovaj problem se može riješiti isključivo grafički. Može se riješiti ili ručno ili korištenjem CAD računalnog programa, problem ima jedno rješenje. Ovim zadatkom formiraju se grafički pojmovi i pojmovi (naziv i položaj projekcijske ravnine, pojam “točke”, koordinate točke), vještine i vještine korištenja metode projekcije – projekcije točke.

Rješenje problema prikazano je na slici 1.

Zadatak 2. Konstruirajte razvoj plohe B koji sadrži projekcije točaka A i C, a siječe se s plohom K - valjak prednjeg projicnog pravca čija os siječe os plohe B.

Zadatak br. 2 je poligeničan jer objedinjuje sljedeće dijelove: “Točka u projekcijskom sustavu”, “Sjecište ploha”, “Rasklapanje zakrivljenih ploha”. Ovo je problem s mješovitim objektima (točkama, plohama), uvjet zadatka također ima mješovit (složen) sadržaj, sastoji se od tekstualnog i grafičkog dijela. Uvjet zadatka nije u potpunosti definiran, jer valjak koji siječe zadanu plohu B nema promjer i njegov položaj nije definiran na crtežu. To je zadatak određivanja međusobnog položaja objekata i određivanja razvijenosti plohe, odnosno izvedbeni zadatak koji se rješava grafički, ručno i informatički. Zadatak ima više rješenja i oblikuje grafičke pojmove - točka, rotacijske plohe (stožac, valjak), vještine korištenja metoda za određivanje zajedničkih dijelova predmeta (metoda reznih ravnina) i vještine konstruiranja razvoja rotacijskih ploha. .

Rješenje problema br. 2 prikazano je na slici 3.

Gore navedeni postupak rješavanja grafičkog problema ilustrira značajku nastave grafičkih disciplina, a to je da je geometrijske objekte u projekcijama i grafičkim konstrukcijama teško savladati učenicima mlađih razreda, jučerašnjim školarcima koji imaju minimalnu razinu grafičke obuke zbog činjenice da tečaj crtanja prebačen je u varijativne tečajeve. Kako bi motivirali grafičku spoznaju i smanjili apstraktnost obrazovnog materijala, neki učitelji su predložili zadatke s materijaliziranim predmetima i zadatke za razvoj zadataka sa sadržajem usmjerenim na vitalnost.

Klasifikacija kreativno životnih zadataka slična je klasifikaciji grafičkih zadataka klasičnog sadržaja, ali ima niz razlika uvjetovanih činjenicom da je sustav zadataka kreativnog zadatka zadatak za razvijanje samog zadatka. To su podaci koji određuju smjer studentovog daljnjeg obrazovnog djelovanja, sadržaj grafičkog modula, u okviru kojeg se može izraditi grafički zadatak, ali ne ograničavaju opseg primjene znanja o predmetu i stvaralaštva. mašta učenika.

homogeni zadaci (jedna tema);
mješoviti zadaci (više odjeljaka).

Prema zahtjevima sadržaja zadaci mogu biti:

zadaci kojima se određuju zahtjevi za sadržaj zadatka;
zadaci slobodnog izbora sadržaja zadatka (zadatak na gornju temu).

Prema zahtjevima za odabir materijalnih objekata, sadržaj zadatka može biti:

zadaci s obveznim korištenjem predmeta vitagenog iskustva;
poslovi s obveznim korištenjem predmeta profesionalne djelatnosti;
zadaci s obveznim korištenjem interdisciplinarnih znanja;
zadaci bez posebnih zahtjeva za objekte zadatka.

Prema načinu traženja načina rješavanja problema definiranog u zadatku izrade zadatka, problemi se mogu klasificirati na:

besplatni zadaci pretraživanja;
zadaci s metodama aktivacije mišljenja;
zadaci rješavani po analogiji sa standardnim zadatkom: zamjena apstraktnog objekta materijaliziranim objektom.

Na primjer, zadatak razvoja zadatka može se formulirati na sljedeći način:

Izraditi zadatak iz nacrtne geometrije, primjenom znanja iz teme “Projiciranje točke, pravca” u stvarnoj životnoj situaciji, prethodno proučivši teorijska načela i razmatrajući probleme klasičnog sadržaja. Pri sastavljanju zadatka koristiti materijalne analogije geometrijskih objekata (točka, pravac).

Zadatak je homogen, ne postavlja zahtjeve prema sadržaju problema koji se razvija, prema prirodi objekata koji se koriste u zadatku ili prema načinu traženja materijalnih analoga geometrijskih objekata.

Primjer ispunjavanja zadatka:

Rudar se dizalom spustio u rudnik na dubinu od 10 m, prošao tunelom usmjerenim po X osi udesno 25 m, okrenuo se za 90° ulijevo i još jednom hodao po tunelu usmjerenom po Y osi. 15 m. Konstruirajte dijagram točke koja određuje položaj rudara. Za ishodište koordinatnih osi uzmite točku presjeka zemljine površine s oknom dizala. Uzmite os dizala kao Z os.

Na slici 4 prikazana je horizontalna projekcija točke A-A1 i frontalna projekcija točke A-A2, koja karakterizira položaj objekta koji se nalazi ispod razine tla, a koju smo uzeli kao horizontalnu ravninu projekcije.

Sadržaj razrađenog problema određuje radnje za rješavanje problema i omogućuje razvrstavanje kreativno životno usmjerenih problema kao i problema klasičnog sadržaja prema vrstama geometrijskih operacija na objektima, opsegu nastavne građe grafičke discipline, po vrsti i sadržaju uvjeta problema, po radnjama usmjerenim na predmet sastavljenog zadatka, po dostatnosti informacija sadržanih u razvijenom stanju problema, po metodi traženja načina rješenja.

Glavna razlika između kreativnog zadatka usmjerenog na vitalnost i klasičnih grafičkih zadataka u nacrtnoj geometriji je prisutnost priče koja se temelji na tehničkom problemu koji se rješava pomoću nacrtne geometrije. Zadatak usmjeren na vitalnost, prije svega, je pripovijedanje o bilo kojoj sferi ljudske djelatnosti u kojoj se koriste metode i metode grafičkih disciplina. Kreativno traženje učenika pri izradi zadataka usmjerenih na vitalnost nije ograničeno na: tehničke probleme svakodnevnog života, razvoj radnje korištenjem znanja drugih disciplina i korištenje stručnih znanja.

Prema priči, uvjeti zadatka mogu se smatrati sljedećim:

zadaci koji koriste svakodnevne situacije za radnju zadatka;
zadaci koji koriste proizvodno tehničku situaciju za radnju zadatka;
zadaci koji koriste povijesnu radnju;
zadaci koji koriste znanja iz drugih područja za razvijanje fabule zadatka (geografija, biologija, kemija, fizika);
zadaci koji koriste književne zaplete;
zadaci koristeći folklorne priče.

Rješavanje konstruiranog problema sastavni je dio dovršetka zadataka razvoja zadataka; rješivost razvijenog problema je kriterij za ispravnost rješenja zadatka. Proces rješavanja vam također omogućuje klasificiranje razvijenih problema prema određenim kriterijima. Na primjer, upotreba alata za rješavanje problema može biti:

riješeno grafičkim priručnim sredstvima;
rješavati pomoću informacijske tehnologije;
rješiv analitički (izračunima);
rješavati kombiniranim sredstvima.

Vitagen orijentirani problemi sastavljeni kao rezultat rješenja mogu se klasificirati na isti način kao i klasični grafički problemi po broju rješenja i po ulozi problema u formiranju grafičkog znanja (metoda klasifikacije je navedena gore).

Na primjer, student je razvio sljedeći problem:

Ekser se zabija u zid do dubine od 100 mm na visini od 500 mm. Konstruirajte dijagram segmenta ravne linije, prikazanog u obliku čavla, ako je njegova duljina 200 mm.

Zid je ravnina V, pod je ravnina H. Ravnina W uzeta je proizvoljno. Navedite vidljivost.

sl.5. Rješenje problema

Zadani zadatak odnosi se na probleme s ravnim predmetima, homogenim u određivanju položaja predmeta u odnosu na ravnine projekcije, zadatak za izvođenje, zadatak ima nepotpunu količinu informacija za sliku predmeta, budući da je položaj čavala relativan na ravninu projekcije profila (x koordinata) nije označena i stoga ima postavljene odluke. Rješenje ovog problema može biti samo grafičko i izvedeno ručno ili pomoću informacijske tehnologije. Zadatkom se oblikuje pojam projicirane prave crte i položaja geometrijskih objekata u 1. i 2. četvrtini. Podaci izneseni u zadatku dio su životnog iskustva učenika, koji u praksi demonstrira čeonu projekcijsku liniju i pomaže u svladavanju tema projekcije ravnih objekata. Potpuni opis zadatka u smislu klasifikacije grafičkih zadataka omogućuje njegovu učinkovitu upotrebu u obrazovnom procesu.

Analizirajući različite vrste grafičkih zadataka i utvrđujući osnove njihove sistematizacije i klasifikacije, možemo zaključiti sljedeće:

Nastava grafičkih disciplina zahtijeva obvezno uvođenje praktične komponente obrazovnog procesa, koja razvija grafičke vještine. Praktična grafička aktivnost u procesu učenja sastoji se od rješavanja grafičkih problema iz različitih dijelova grafičkih disciplina, zadataka različitih razina složenosti, namijenjenih ovladavanju različitim grafičkim pojmovima, radnjama i operacijama kojima se formiraju znanja različitih razina. Da bi se to postiglo, potrebno je koristiti cijeli niz grafičkih zadataka: od jednostavnih, koji formiraju reproduktivnu razinu znanja, do kreativnih zadataka s elementima znanstvenog istraživanja, koji sugeriraju produktivnu razinu asimilacije grafičkog znanja. Sistematizacija zadataka u grafičkim disciplinama omogućuje učinkovito i pravilno korištenje različitih vrsta zadataka u različitim fazama obrazovnog procesa, koordiniranje grafičkih aktivnosti učenika različitih razina osposobljenosti i stvaranje uvjeta za njihovu motivacijsku i kreativnu aktivnost i održivi interes za grafičke discipline, čime intenziviraju svoju samostalnu grafičku djelatnost i poboljšavaju kvalitetu grafičke pripreme.

Recenzenti:

Novoselov S.A., doktor pedagoških znanosti, profesor, ravnatelj Instituta za pedagogiju i psihologiju djetinjstva, Uralsko državno pedagoško sveučilište, Jekaterinburg;

Kuprina N.G., doktor pedagoških znanosti, profesor, voditelj Odsjeka za estetsko obrazovanje, Uralsko državno pedagoško sveučilište, Jekaterinburg.

Bibliografska poveznica

Turkina L.V. KLASIFIKACIJA GRAFIČKIH ZADATAKA // Suvremeni problemi znanosti i obrazovanja. – 2015. – br. 1-1.;
URL: http://science-education.ru/ru/article/view?id=19360 (datum pristupa: 12.07.2019.). Predstavljamo vam časopise izdavačke kuće "Akademija prirodnih znanosti"