КУРС ЗАНЯТИЙ «ОСНОВНЫЕ МЕТОДЫКОНСТРУИРОВАНИЯ И ТВОРЧЕСКИЕ ПРОЕКТЫ»
(С УКАЗАНИЕМ ОТЛИЧИЙ ОТ ЗАНЯТИЙ ПРЕДЫДУЩИХ КУРСОВ)
УРОК № 1: ВВОДНОЕ ЗАНЯТИЕ
"ДЕТАЛИ КОНСТРУКТОРА "AVTOYS"; МЕТОДЫПРОЕКТИРОВАНИЯ И СБОРКИ МОДЕЛЕЙ".
1.1. Презентация:
"Теория Паркетов» (Мозаики, ПОЛИМИНО), рассказ про "Метод обрисовки по воображаемой поверхности", рассказ про "Метод пересечения плоскостей".
Основными методами формообразования в пространстве являются
1. Метод обрисовки по базовой поверхности. Такая поверхность задается как основа конструкции. Она может быть воображаемой или реально существующей. Примером применения этого метода может служить изготовление предметов из папье маше, когда готовую чашку обклеивают сверху мокрой бумагой или кусочками других материалов. Этот метод используется не только при изготовлении игрушек и сувениров. Например в строительстве по такому принципу сооружают арки и своды различных типов.
2. Метод пересечения плоскостей. Ярким примером такого формообразования является создание макетов из бумаги, картона и других листовых материалов.
В строительстве примером такого формообразования являются панельные дома.
1.2. Знакомство с деталями Конструктора "AVTOYS":
Названия деталей и показ способов их соединения и разъединения.
1.3. Учебная модель:
Пробная сборка 2-х элементов "Арка" (верхние части контурных "колец"-плоскостей из которых собирается каркас здания "Полярной станции") по готовому образцу.
Сборка учебной модели "Полярной станции" по готовой инструкции.
1.4. Проектно-игровое завершение занятия:
* сборка своих дополнений к модели "Полярная станция".
Отличия:
1. При изучении «Систем изображения узоров и картин на плоскости» («Мозаики» и «Математическая Теории паркетов») мы даём материал непосредственно связанный с использованием многоугольников «Треугольник» и «Квадрат» (и элементов собранных из них по принципам «Полимино»-«Тетрис») в конкретных задачах проектирования частей моделей из конструктора «AVToys» - изображение деталями разного цвета на выделенном фоне цифр и букв; окон и дверей; элементов орнамента и разных функциональных блоков.
2. При изучении «Метода пересечения плоскостей» впервые ученикам даётся задание спроектировать свою объёмную модель из самостоятельно собираемых элементов типа «Тетрис» с использованием в качестве примера готовой инструкции модели «Полярная станция».
УРОК № 2:
"КОНСТРУИРОВАНИЕ ИЗ МНОГОГРАННИКОВ; МОДУЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ И АЛГОРИТМЫВ ПРОЕКТИРОВАНИИ."
2.1. Презентация:
«Что такое МНОГОГРАННИКИ?»; основные виды правильных Многогранников и конструкции на их основе.
Знакомство с третьим методом проектирования - "МОДУЛЬНЫМ МЕТОДОМ".
Модульный метод - это когда форма собирается из отдельных блоков.
Каждый такой блок или часть конструкции представляет собой законченный функциональный элемент - кабина транспортного средства, двигатель, рама или несущий каркас, блок шасси в виде гусениц или колеса с его креплением и т.д.
Самый простой пример использования "Модульного метода" - это сборка моделей из кубиков обычного строительного набора.
Пример практического применения этого метода - строительство сооружений из кирпичей или блоков.
2.2. Учебная модель:
Сборка учебных моделей Многогранников по готовым инструкциям - "Модель КУБА" (Многогранник состоящий из 6-ти квадратных рамок-граней) и "Модель "ДОДЕКАЭДРА" (Многогранник образованный 12 рамками-гранями в виде пятиугольника).
Объяснение ученикам особенностей конструкции наших многогранников: "КУБ" и "ДОДЕКАЭДР" состоят из элементов одинаковых по схеме сборки - вершин и рёбер.
2.3. Продолжение теоретического материала:
Рассмотрение понятия "АЛГОРИТМЫв ПРОЕКТИРОВАНИИ".
Алгоритм это последовательность действий, чтобы получить готовый продукт.
Прежде чем начать собирать модель надо четко представить, что должно в результате получиться, правильно сформулировать задачу.
Например, нам надо собрать модель вездехода.
1. Мы должны определить будет ли модель использовать гусеницы или двигаться на колёсах как настоящий автомобиль.
2. Дальше нужно мысленно разделить будущую модель на основные составные части.
Каждая такая часть представляет из себя самостоятельную модель.
Например, вездеход будет состоять из рамы к которой крепятся гусеницы-колеса, кабина и кузов.
3. Нам надо определиться с методом формообразования. Для каждой части вездехода можно выбрать свой метод формообразования.
Так раму, к которой будут крепиться гусеницы или колёса, мы будем собирать по методу пересечения плоскостей, а кабину и части кузова - будем собирать из многогранников по модульному методу.
2.4. Учебный Проект:
На листе бумаги условно прорисовываем "Проект" нашего вездехода, выделяя отдельные части-модули из которых будем собираться модель.
Собранные уже многогранники ("КУБ" и "ДОДЕКАЭДР") прикладываем друг к другу и определяем как их крепить между собой и где будем крепить шасси и другие элементы.
"ДОДЕКАЭДР" можно использовать как «Кабину» модели.
«Колёса» лучше всего собирать из пластин «Квадрат» в виде шестигранных или восьмигранных ободов-колец с перемычкой-мостиком проходящим по диаметру этой конструкции.
Теперь можно приступать к сборке модели.
2.5. Собираем свой ПРОЕКТ ВЕЗДЕХОДА по "МОДУЛЬНОМУ МЕТОДУ".
Отличия:
1. Мы кратко повторяем материалы по двум основным методам формообразования и проектирования – «Метод обрисовки по заданной поверхности» и «Метод пересечения плоскостей».
Цель повторения: На примерах собранных на первом занятии моделей сформулировать понятие алгоритма проектирования для решения поставленной задачи.
2. Рассказывая об Многогранниках и о способах соединения их в разные конструкции мы изучаем третий основной метод формообразования и проектирования – «Модульный метод»
3. Учебный проект «Вездеход» только иллюстрирует изучаемые 3 метода проектирования и не даёт подробно историю создания и технологии сборки машин и вездеходов разного типа.
УРОК № 3:
"КОРАБЛИ и ПРОЕКТЫБУДУЩЕГО".
3.1. Презентация:
История строительства Кораблей с точки зрения "Метода пересечения плоскостей" (Каркас корпуса, перегородки отсеков и т.д.) и "Метода обрисовки по воображаемой поверхности" (обшивка корпуса).
3.2. Учебный проект:
Проектируем свой корабль будущего.
На листе бумаги прорисовываем в виде схемы-плана корпус корабля с точным расположением перегородок отсеков. Нам необходимо нарисовать вид сбоку и вид сверху. Часть этих перегородок будут переходить в стенки палубной надстройки – специальные помещения выше палубы Корабля.
Для облегчения последующей сборки модели носовую и кормовую части Корабля лучше всего изобразить в виде набора из пластин «Треугольник», а сам корпус корабля будет иметь дно-основание в виде полосы набранной из 2-х или 3-х рядов пластин «Квадрат».
Рекомендуем не делать общую длину модели Корабля более 16 пластин «Квадрат».
3.3. Собираем свой проект-модель.
Отличия:
1. Рассказ про историю кораблестроения представлен как изучение двух направлений в проектировании надводных транспортных средств.
«Плоты» и плавающие платформы представляют собой лежащие на поверхности воды плоские не обтекаемые сплошные конструкции соединяющие в единое целое модули в виде брёвен или в виде специальных блоков-поплавков заполненных воздухом. Особенностью этого направления в строительстве плавсредств является то, что получающиеся конструкции оказывают большое сопротивление набегающему потоку воды и могут быть использованы только как стационарные причалы-платформы или только как средства для сплава по рекам вниз по течению.
«Корабли» и «Лодки» проектируют и строят по «Методу пересечения плоскостей» в виде каркаса из перегородок-шпангоутов, образующих внутренние отсеки, и из внешней оболочки-паркета проектируемой согласно «Методу обрисовки по заданной поверхности». Получаемый корпус глубоко погружаемый в толщу воды обладает одновременно лёгкостью и повышенной прочностью, может быть выполнен в виде одного поплавка заострённой обтекаемой конструкции. Поэтому «Корабли» и «Лодки» могут плавать как вверх так и вниз по течению рек и обладают необходимыми мореходными свойствами.
2. Выполняя свой проект «Корабль Будущего» ученики сначала делают эскиз в 2-х проекциях («Вид с верху»-«план» и «Вид с боку»-«разрез») на больших листах бумаги в клетку, прорабатывая все необходимые отсеки и модули входящие в конструкцию будущей модели. Проект выполняется каждым учеником индивидуально с использованием в качестве примера готовой инструкции «Корпус Корабля».
3. В конце занятия ученики делают каждый небольшой доклад в котором обосновывают свои технические решения по проекту и применение в собранной модели 3-х изученных ранее методов проектирования.
УРОК № 4:
"ПОДВОДНЫЕ АППАРАТЫИ ГОРОДА-СТАНЦИИ"
4.1. Презентация:
Рассматриваем историю освоения океанов, строительства подводных лодок и аппаратов.
Проекты подводных станций.
4.2. Учебный проект:
Используя «Модульный метод» на листе бумаги делаем эскиз модели своего подводного аппарата-станции. Наш аппарат может не только двигаться в толще воды как подводная лодка или батискаф, но и может быть использован в качестве подводной станции которая опускается на дно океана и стоит на специальных опорах. Конструкция модели должна состоять из отдельных блоков-отсеков соединённых между собой. Часть блоков-отсеков будет изображать жилые модули для экипажа, другие – будут изображать технический отсек и блоки двигательных установок с винтами.
Проектируем свой подводный аппарат.
4.3. Собираем этот проект.
Отличия:
1. Во время презентации к этому занятию впервые подробно рассказывается про «Водолазный колокол» и про примеры использования таких отсеков в конструкциях подводных аппаратов (в «Батискафах») и в качестве центрального блока исследовательских подводных станций.
2. В отличии от старого инженерного курса в презентации к данному занятию особо уделяется внимание к устройству кабины экипажа подводного аппарата и проводится аналогия с конструкциями кабин экипажа и жилыми отсеками космических кораблей.
3. На этом занятии проект ученики делают в режиме живой сборки без использования готовых инструкций. Им предоставляются в качестве примера возможной части их конструкции модели кабины, блока электродвигателя с винтом, манипулятор подводного робота, блок жилого отсека и т.д.
УРОК № 5:
"ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫЙ ТРАНСПОРТ"
5.1. Презентация:
История конструкций в железнодорожном транспорте.
Выделяем общность в проектах современных электропоездов ("Ласточка" и т.д.") и проектами подвижного состава будущего. Монорельс-эстакада как основной тип железнодорожного пути в будущем.
5.2. Учебная модель:
Собираем модель рамы вагона электропоезда с маленькими колёсами по готовой инструкции.
Собираем часть монорельса-эстакады по готовой инструкции.
5.3. Учебный проект:
Достраивая готовые рамы учебных моделей собираем модель электровоза своей конструкции (моторный первый вагон и пассажирский вагон).
Командами по 2-4 ученика достраиваем части монорельса-эстакады в единую конструкцию до необходимой длины.
Наши проекты "Поезда будущего" могут перевозить машины, летательные аппараты, использоваться в условиях дальнего севера как аэропоезда и т.д.
Отличия:
1. Во время презентации история создания и развития железных дорог рассматривается больше как проекты железнодорожного транспорта с использованием электропривода, авиационных двигателей, технологий монорельса и пневматической почты.
2. Ученикам впервые подробно показываются материалы дизайн проектов как примеры применения «Модульного метода» в конструкциях транспортных систем будущего.
УРОК № 6:
"МОСТЫ"
6.1. Презентация:
Истории строительства Мостов. Несущие конструкции и части мостов – столбы, арки, коробчатые балки, фермы, настил. Виды мостов и проекты будущего.
6.2. Учебная модель:
Собираем модель «Опора Моста» по готовой инструкции.
Собираем модель «Сечение Пролёта моста» в виде укороченной конструкции из двух коробчатых балок и настила по готовой инструкции.
6.3. Учебный проект:
Учебная группа разбивается на команды проектировщиков-строителей. Проводим краткое обсуждение нашего проекта и распределяем между командами части будущего Моста – опоры, балки прогонов, конструкции настила, модели автомобильного и-или железнодорожного транспорта в выбранном масштабе и т.д.
Каждая команда проектирует и собирает свою часть общего моста.
Потом строим свой супермост с машинками.
Отличия:
1. В презентации этого занятия подробно раскрывается тема: «Базовые элементы строительных конструкций» (Столбы, Арки, Балки и Каркасные конструкции). Впервые подробнее рассматриваются проекты современных мостов использующих каркасно-модульные технологии строительства.
2. В отличии от предыдущего курса на этом занятии выполняется учебный проект «Мост Будущего» всеми участниками учебной группы согласно распределённым между командами техническому заданию.
УРОК № 7:
«ЗАМКИ»
7.1. Презентация:
История начала строительства Башен, Замков и Крепостей. Устройство Замка.
Первые подъёмные и метательные механизмы. Механика в Замках.
7.2. Учебная модель:
Сборка основания Башни Замка по готовой инструкции.
Ознакомление с моделью подъёмного механизма и моделью катапульты (метательной машины) по готовым образцам.
7.3. Учебный проект:
Формируем команды по 2-4 ученика.
Каждая команда обсуждает свой проект Замка и распределяет задачи по его строительству между членами команды.
7.4. Команды строят свои проекты Замков.
Отличия:
1. Во время презентации впервые рассматривается история многоэтажного и высотного строительства на примере сооружения крепостных башен и общего комплекса Замков.
2. Учебный проект, выполняемый каждой командой из 2-4 человек, должен продемонстрировать не только применение известных 3-х методов формообразования и конструирования в сфере строительства Замков и Крепостных сооружений, но и показать примеры применения первых подъёмных и метательных механизмов.
УРОК № 8:
«ХРАМЫИ ОСНОВЫГРАДОСТРОИТЕЛЬСТВА»
8.1. Презентация:
Развитие городов, основные виды планов в градостроительстве, типы зданий по функциональным и социальным признакам.
Храмы, Готика, Каркасы и Своды в архитектуре.
8.2. Учебная модель:
Собираем плоские полуарки готического свода по готовой инструкции.
8.3. Учебный проект:
Формируем команды учеников по 2-4 человека.
Каждая команда выбирает из презентации фотографию готического храма.
Используя «Метод пересечения плоскостей» команды строят свою модель-проект из полуарок учебных моделей, дорабатывают крышу Храма и другие его элементы.
Отличия:
1. Модели готического свода и каркас стен Храма выполняются только по «Методу пересечения плоскостей».
2. В начале учебного проектирования учащиеся на больших листах ватмана (или специальной бумаги-картона) расчерчивают план Храма на котором показывают расположение всех элементов конструкции которую потом они будут собирать из деталей AVToys (столбы, перегородки стен, положение арок сводов).
УРОК № 9:
«АВТОМОБИЛЬНЫЙ ТРАНСПОРТ И МАШИНЫСПЕЦИАЛЬНОГО НАЗНАЧЕНИЯ»
9.1. Презентация:
История автотранспорта и машин специального назначения. Профессии машин.
Модульные технологии в проектах автомобилей настоящего и будущего. Классификация модулей по типам применения спецмашин.
9.2. Учебный проект:
Каждый ученик выбирает тип спецмашины и собирает её шасси по готовой инструкции – шасси грузового автомобиля с 6 колёсами или шасси гусеничного спецвездехода.
В отличии от УРОКА № 2 ученикам предоставляются инструкции по сборке шасси более сложного, максимально приближенного к реальным прототипам, уровня.
На основании собранной базы-шасси каждый ученик на листе бумаги прорисовывает проект своей спецмашины дополняя шасси функциональными модулями согласно фотографиям-чертежам размещённых в таблице их классификации (материал представлен в презентации).
9.3. Сборка технологических модулей согласно необходимого по индивидуальному проекту каждого ученика - кабина, кузов грузового автомобиля, блок автокрана, цистерна, блок пожарной лестницы, фургон или модуль для перевозки пассажиров, блок автодома, модуль вертолётной площадки, отвал бульдозера, модуль ракетной установки и т.д.
Для облегчения процессов сборки ученики могут использовать образцы модулей и многогранников которые собирали на предыдущих занятиях.
9.4. Сборка своего проекта спецтехники.
Отличия:
1. Больше внимания уделяется анализу конструкции будущей модульной модели автотранспорта. Для этого ученики вспоминают те блоки-модули которые собирали на предыдущих занятиях. Знакомимся с новыми типами модулей применяемых в конструкциях автомобилей и вездеходов.
2. Преподаватель с учениками кратко повторяют материал темы «Алгоритмы проектирования» (Занятие № 2 этого курса).
УРОК № 10:
"ТАНКИ"
10.1. Презентация:
Развитие военных машин. Первые танки. История современного танкостроения.
ТАНКИ и особенности конструирования бронетехники будущего. Виды шасси у бронеплатформ-танков (гусеницы, катки-колёса, системы создающие воздушную подушку, антигравитация).
10.2. Учебная модель:
Сборка нижней части корпуса Танка по готовой инструкции (3 вида на выбор ученика).
Ознакомление с примерами сборки башни Танка и его вооружения.
10.3. Проект ТАНКА БУДУЩЕГО:
Проектирование ТАНКА БУДУЩЕГО на листе бумаги.
Сборка Башни и необходимого вооружения.
10.4. Сборка своего проекта ТАНКА.
Отличия:
1. Впервые мы рассматриваем тему оружия и военной техники как направление в конструировании.
2. Впервые ученикам даётся анализ устройства и применения всех типов шасси у вездеходов и специального транспорта.
3. Проекты Танков и Военной техники как примеры разработки Космических аппаратов и транспорта будущего.
УРОК № 11:
"БИОТРАНСПОРТ"
11.1. Презентация:
Живые организмы как прототипы транспортных средств будущего.
Особенности конструкций Шагающих машин.
11.2. Учебная модель:
Собираем раму и ноги-опоры «Насекомохода» по готовой инструкции.
11.2. Учебный проект:
Проектируем свой "ШАГОХОД" используя модульный принцип конструирования.
Отличия:
1. Представление «Бионики» как особой науки изучающей прототипы в живой природе для применения этих знаний человеком в области Архитектуры и в Системах транспорта.
2. Анализ современного развития робототехники и протезирования с точки зрения механики живых организмов (растения, насекомые, животные, обитатели морей, птицы).
3. Использование «Модульного метода» в проекте «Шагохода» - транспорта будущего.
УРОК № 12:
«МЕТОДЫКОНСТРУИРОВАНИЯ В АВИАЦИИ»
12.1. Презентация:
Первые аэропланы. История конструирования летательных аппаратов используя «Метод пересечения плоскостей» и «Модульный метод». Дирижабли. Винтокрылые аппараты. Самолёты.
Конструкции и проекты современных летательных аппаратов и идеи авиации будущего. Профессии летающих машин в Авиации.
12.2. Учебный проект:
На листе бумаги делаем эскиз своего летательного аппарата (комбинируем самолёт и другой тип при необходимости).
Конструкция фюзеляжа-корпуса в нашем проекте должна быть спроектирована по «Методу пересечения плоскостей». В целом проект нового летательного аппарата должен использовать «Модульный метод» сборки получающейся модели.
Проект должен предусматривать специализацию - грузовой, пассажирский, военный аппарат.
12.3. Сборка модулей-частей проекта.
12.4. Завершение проекта своего летательного аппарата будущего.
Отличия:
1. В презентации в виде рассказа по истории воздухоплавания и авиации ученикам даётся специальный анализ всех типов конструкций летательных аппаратов с точки зрения 3-х основных методов проектирования.
2. Учебный проект выполняется как пример комбинирования разных типов летательных аппаратов в общей конструкции.
УРОК № 13:
«КОСМИЧЕСКИЕ АППАРАТЫИ СТАНЦИИ»
13.1. Презентация:
История развития космонавтики и ракетостроения.
Модульные технологии при проектировании и строительстве Космических кораблей и Орбитальных станций.
Фантастика и проекты Космических аппаратов будущего.
13.2. Учебный проект:
Используя опыт применения «Метода пересечения плоскостей» и «Модульного метода» на листе бумаги прорисовываем проект своего Космического корабля или Орбитальной космической станции.
Определяем части-модули нашей будущей модели.
Просматриваем готовые инструкции или образцы по сборке ракетных двигателей и модулей-отсеков космической техники.
3.3. Собираем свой проект Космического корабля или Орбитальной станции.
Отличия:
1. На этом занятии мы не собираем учебные модели «Ракеты» и «Стартового комплекса».
2. Для выполнения учебного проекта ученикам необходимо обобщить свой опыт конструирования по занятиям № 2; 3; 4; 9; 10 и 12.
УРОК № 14:
"АРКТИКА"
14.1. Презентация:
Вопросы освоения Арктики. Конструкции станций и снегоходов.
Аэросани и аэропоезда.
14.2. Учебная модель:
Собираем учебную модель аэровездехода простой конструкции по готовой инструкции.
14.3. Учебный проект:
Используя опыт сборки многогранников и модулей дорабатываем учебную модель аэровездехода до крупной конструкции транспорта будущего.
Проект нашего аэровездехода должен предусматривать использование его как модуля-части Арктической станции.
Отличия:
1. На этом занятии рассматриваются вопросы общности в частях конструкции сооружений «Полярных станций» и вездеходов.
2. Обосновывается необходимость развития аэроходов, аэропоедов и летательных аппаратов на лыжном шасси как основных скоростных типов транспорта будущего для условий Арктики. Рассматриваются примеры проектов таких типов транспортных средств.
УРОК № 15:
"МАСКИ и ЭКЗОШЛЕМЫ"
15.1. Презентация:
Рассматриваем вопросы истории масок (карнавальная, театральная).
Шлемы и специальные головные уборы (короны, рыцарские шлемы, экзошлемы и т.д.).
15.2. Учебная модель:
Собираем пример-основу Маски по готовой инструкции.
15.3. Демонстрируем ученикам модели корон и шлемов в качестве примера для изучения приёмов сборки.
15.4. Делаем проект своей маски-шлема.
Отличия:
1. Впервые мы рассказываем про историю Карнавалов и Театра с точки зрения искусства и символики Маски.
2. Элементы конструкции масок, корон и шлемов разных типов.
УРОК № 16:
"ДИЗАЙН И ДЕКОРАТИВНЫЕ ФОРМЫ".
16.1. Презентация:
Рассматриваем вопросы дизайна ёлочных игрушек (на базе разных многогранников) и декоративных форм-украшений (подсвечники, фонарики, звёзды-снежинки и т.д.)
16.2. Учебная модель:
Собираем ёлочную игрушку (шар-многогранник) по готовой инструкции.
16.3. Учебный проект:
Собираем свои варианты фонариков или декоративных подвесок на нашу Новогоднюю Ёлку.
Проектируем и собираем специальные декоративные формы в виде украшения интерьера зала где проводятся занятия по конструированию.
16.4. Подводим итоги курса.
Отличия:
1. Комбинирование приёмов сборки «Мозаик» («Паркетов» и вариантов «Полимино» по «Методу обрисовки по заданной поверхности») и «Многогранников» (согласно «Модульному методу» проектирования) в Дизайне декоративных скульптурных форм, игрушек и праздничных украшений разного типа.
2. Использование коллективной работы учеников для оформления моделями собранными из деталей конструктора AVToys помещения для празднования «Нового Года»!
===
ПРИМЕЧАНИЕ:
В конце каждого занятия ученики кратко «защищают» свои проекты.
В процессе рассказа-защиты ученик должен указать какие методы конструирования он применил и обосновать алгоритм сборки проектируемой модели и её дальнейшее использование.