Методическая разработка практического занятия «Изготовление модели полноприводного автомобиля»

Муниципальное бюджетное учреждение

дополнительного образования «Станция юных техников»

города Каменск-Шахтинский

Протокол Метод. совета № _______

от «___» ____________ 20___ г.

Методическая разработка практического занятия

«Изготовление модели полноприводного автомобиля»

«Автомоделирование»

(для педагогов дополнительного образования)

Автор: педагог дополнительного образования

МБУ ДО «СЮТ»

Дедерер В.А.

2019 г.

Содержание

1. Пояснительная записка

Актуальность методической разработки.

Цель и задачи методической разработки

Используемые принципы обучения

Ожидаемые результаты

2. Конспект занятия

Теоретическая часть

Практическая часть

3. Источники информации

4. Приложение- инструкция конструктора «Знаток»,этапы сборки модели

1.Пояснительная записка

Данная методическая разработка используется при реализации дополнительной образовательной программы «Автомоделирование» в разделе «История автомобиля, эмблемы автопроизводителей, основы ПДД» -изготовление автомоделей из бумаги.

Возраст детей: 9-13 лет.

Занятие развивает, координацию движений пальцев, зрительную память, глазомер, творческое мышление, коммуникативные способности ребенка. Кроме того позволяет ребенку приобрести умения по составлению простейших чертежей и схем, по обработке и соединению деталей из различных по своим свойствам материалов (бумага, картон, пластик, дерево, металл), ребенок закрепляет знания по основами электротехники полученные при работе с конструктором «Знаток», учится паять провода. При проведении занятия используется коммуникативная технология обучения, то есть обучение на основе общения.

Актуальность методической разработки. Данная методическая разработка направлена на обучение учащегося навыкам владения ножницами, шилом, полимерным клеем, канцелярским ножом, клеевым пистолетом, паяльником. Также при изготовлении модели полноприводного автомобиля ребенок знакомится с такими понятиями как люфт, сила трения, изучает свойства бумаги, плотного картона, гофрированного картона, пластика, дерева, резины, полимерного клея. Овладевает навыками работы с клеевым пистолетом и паяльником. Полученные знания и умения учащийся самостоятельно применяет на практике, может увидеть правильность или ошибочность своих суждений и выводов.

Преподавателю при проведении занятия по данной методике легко определить уровень навыков и умений учащегося по обработке различных материалов, оценить коммуникативные и организационные способности ребенка.

Цель методической разработки: обучить учащегося составлять чертежи и схемы, планировать процесс изготовления модели, обучить владению клеевым пистолетом и паяльником, закрепить имеющиеся начальные знания по основам электротехники. На примере изготовленной модели полноприводного автомобиля показать важность полученных знаний о таких понятиях как сила трения, люфт, ременная передача.

Задачи методической разработки:

Обучающие:

-научить обращению с ножницами, шилом, канцелярским ножом, полимерным клеем, клеевым пистолетом, паяльником;

-изучить свойства бумаги, гофрированного картона, пластика, дерева, резины, олова;

-научить составлять простейший чертеж и схему;

-закрепить начальные знания по основам электротехники;

-познакомить с такими понятиями как люфт, сила трения, ременная передача;

-проверить полученные знания на практике.

Воспитательные:

-осуществлять трудовое и эстетическое воспитание;

-воспитание самостоятельности, аккуратности, усидчивости;

-мотивировать интерес к изучаемому предмету.

Развивающие:

-развивать смекалку, внимание, фантазию;

-развивать творческие способности;

-развить умение работы в коллективе.

Используемые принципы обучения:

-самостоятельность;

-интеграция и вариативность в применении различных областей знаний;

-наглядность;

-последовательность;

-доступность;

-актуальность;

-творческая активность.

Все эти принципы могут быть свободно реализованы в течении нескольких занятий (в зависимости от индивидуальных навыков и умений учащегося), что обеспечивает наибольшую эффективность усвоения материала.

Ожидаемые результаты.

В результате применения данной методической разработки воспитанники:

-изготовят модель полноприводного автомобиля;

-закрепят навыки работы с ножницами, шилом, канцелярским ножом, полимерным клеем, клеевым пистолетом;

-овладеют навыками работы с паяльником;

-на практике увидят значение люфта, силы трения;

-на практике увидят работу ременной передачи;

-научатся вести работу самостоятельно и последовательно;

-научатся применять полученные знания на практике;

-разнообразят досуг.

Контроль степени усвоения материала осуществляется путем контроля на каждом этапе изготовления модели и путем проведения соревнования готовых моделей.

2.Конспект занятия

Тип занятия: комбинированный

Основной метод проведения занятия: словесный, наглядный, практическая работа, игра.

Оборудование: бумага формата А 4, плотный картон, шпажки для шашлыка бамбуковые диаметром 3 или 4 мм., гофрированный картон, простые карандаши, ножницы, канцелярский нож, циркуль, шило, полимерный клей, линейка, клеевой пистолет с клеевыми стержнями, паяльник, олово, канифоль, электродвигатель 3-6 V, электропровода, батарейный блок, батарейки 1,5 V не менее 3 штук, включатель, резинки для денег «Staff» диаметр 60 мм., ПВХ пластина.

Дидактический материал к учебному занятию: лист с изображением последовательности сборки элементов модели полноприводного автомобиля, инструкция с электросхемами конструктора «Знаток», готовая модель полноприводного автомобиля.

1.Организационный момент

Приветствие учащихся. Проверка готовности к занятию.

2. Этап актуализации знаний.

Теоретическая часть.

Ребята, все Вы уже знакомы со свойствами обыкновенной бумаги, умеете ее складывать, резать, склеивать клеем ПВА, полимерным клеем, клеевым пистолетом. Однако данных умений недостаточно для того, чтобы изготовить прямоходную модель автомобиля на батарейках с электродвигателем. Для ее изготовления требуется уметь составить чертеж модели, правильно произвести разметку креплений деталей в соответствии с чертежом, изготовить и подогнать детали для их правильной работы, составить и спаять электросхему для включения и выключения электродвигателя.

В течении нескольких занятий каждый из Вас изготовит движущуюся прямоходную модель полноприводного автомобиля, с электродвигателем, на батарейках, на котором Вы поучаствует в соревнованиях. В ходе изготовления данной модели мы с Вами научимся составлять простейший чертеж и электросхему, осуществлять разметку креплений и сборку частей модели из разных материалов, спаяем электросхему необходимую для обеспечения движения автомобиля, научимся приемами работы с клеевым пистолетом.

Полученные знания пригодятся Вам при изготовлении различных поделок и моделей, а также в повседневной жизни.

При выполнении задания необходимо проявлять аккуратность и внимание. Кроме того надо выбирать необходимый люфт при изготовлении втулок осей, учитывать силу трения необходимую при передаче движущего момента посредством шкивов.

Люфт (от немецкого слова Luft «воздух») – зазор, промежуток, свободный ход. В механике люфт обозначает свободный ход, то есть минимальную величину движения передающего элемента механической системы. В нашем случае этим элементом будут оси колес в втулке и ось промежуточного вала в корпусе модели.

Посмотрите на готовую модель полноприводного автомобиля.

Демонстрируется готовая модель полноприводного автомобиля.

-Теперь, после осмотра покажите оси колес и втулки колес. Обратите внимание, что картонные втулки осей в креплениях установлены плотно без люфта, а оси имеют небольшой люфт, т.е. зазор и свободно проворачиваются во втулках, но практически не откланяются в стороны. От выбранного люфта между осью и втулкой будет зависеть скорость и прямолинейность движения модели. Также необходимо соблюдать минимальный люфт при закреплении промежуточного вала в корпусе от этого зависит долговечность конструкции, т.к. более крупное отверстие может в процессе работы промежуточного вала увеличиться еще больше.

Сила трения – это сила, возникающая при соприкосновении двух тел и препятствующая их относительному движению. Причиной возникновения трения является шероховатость трущихся поверхностей и взаимодействие молекул этих поверхностей. Сила трения зависит от материала трущихся поверхностей и от того, насколько сильно эти поверхности прижаты друг другу. С учетом силы трения изготовлена ременная передача модели.

Ременная передача-это передача механической энергии при помощи гибкого элемента приводного ремня, за счет сил трения или сил зацепления (зубчатые ремни). Обратите внимание на расположение двигателя с шкивом и промежуточного вала с шкивом. Передача движущего момента от двигателя на промежуточный вал осуществляется при помощи приводного ремня – не зубчатой резинки, которая имеет шероховатую поверхность, гораздо более шероховатую чем, например леска или полиэтиленовая пленка которые в связи с этим не пригодны для использования в данной конструкции.

Для того, чтобы ременная передача работала, необходимо, чтобы поверхности шкивов, приводного ремня были достаточно шероховаты. При сборке модели также необходимо, чтобы приводной ремень был плотно прижат к шкивам, не провисал и не проскальзывал. Шероховатость приводного ремня в данной модели обеспечена материалом ремня- резиной, шероховатость шкивов колес, промежуточного вала нанесением и разглаживанием на внутренней их поверхности расплавленных клеевым пистолетом клеевых стержней. Плотность прижатия приводных ремней обеспечена выверенным расстоянием между двигателем и промежуточным валом, между промежуточным валом и колесами. Данные расстояния рассчитаны экспериментально, однако они не противоречат общей формуле для ременной передачи с плоским ремнем расстояние между осями шкивов колес больше или равно 1,5х (диаметр шкива 1 + диаметр шкива 2). Если уменьшить данные расстояния, то приводные ремни будут проскальзывать, и модель не поедет. Если увеличить, то увеличится нагрузка на оси, втулки, место установки промежуточного вала в раму. Сила трения будет затруднять проворачивание вышеуказанных элементов и ухудшит характеристики движения модели, увеличит износ деталей, либо сделает движение модели невозможным.

Практическая часть

После того как мы разобрали понятия люфт, сила трения, ременная передача симметрия, можем приступать к изготовлению модели полноприводного автомобиля. В ходе изготовления модели необходимо ориентироваться на образец готовой модели, схему сборки, чертеж и схемы выполненные самостоятельно. По окончании изготовления модели мы устроим соревнования в 2 этапа. Победит тот, у кого модель проедет ровнее по прямой поверхности на 1 этапе, и пройдет полосу препятствий быстрее всех на 2 этапе.

Правила техники безопасности

Инструктаж по правилам безопасной работы при работе с инструментами, клеевым пистолетом, паяльником и полимерным клеем.

Этапы выполнения работы

-Организация рабочего места

-Осмотр образцов

1. Осмотреть схемы сборки;

2. Осмотреть образец готовой модели;

-Составление чертежа модели

1.Измерить элементы рамы модели;

2.Измерить втулки, оси, колеса модели;

3.Измерить шкивы модели;

4.Изобразить измеренные элементы на листе бумаги карандашом, указать размеры;

-Составление электросхемы модели

1.Осмотреть схемы инструкции конструктора «Знаток»;

2.Нарисовать электросхему соединения двигателя, батарейного блока, выключателя модели с использованием общепринятых обозначений;

-Изготовление кузова модели с втулками

1.В соответствии с чертежом вырезать из гофрокартона прямоугольник с размерами 185 х 230 мм., длинная сторона вдоль линии гофрирования;

2.Загнуть боковые стороны вдоль гофрирования, высота стороны 70 мм.;

3. В соответствии с чертежом вырезать переднюю и заднюю части рамы размером 70 х 90 мм.;

4.Вклеить вырезанные части при помощи клеевого пистолета;

5.Из плотного картона вырезать прямоугольник длинной шире рамы на 10 мм., на шпажке для шашлыка свернуть втулку. Шпажка должна выпадать из втулки в вертикальном положении и свободно вращаться в горизонтальной плоскости. Стремиться к минимальному люфту при соблюдении вышеуказанных условий. Диаметр втулки должен примерно соответствовать диаметру карандаша. При изготовлении втулки для предотвращения ее разматывания рекомендуется ее проклеить клеевым пистолетом при сворачивании ;

6.На боковой части рамы произвести разметку мест установок втулок-30 мм. от задней и передней части,10 мм. от нижней части рамы;

7.Шилом сделать отверстия в раме, расширить их карандашом;

8.Установить в проделанные отверстия втулки, которые должны выступать с боковой стороны рамы на 5 мм.;

9.На боковых стенках рамы посередине, отступив от нижней части рамы 30 мм. шилом проделать отверстия, диаметром обеспечивающим свободное проворачивание шпажки. В данные отверстия будет устанавливаться промежуточный вал.

-Изготовление колес модели

1.На листе гофрированного картона циркулем разметить 24 круга диаметром 80 мм.(можно больше), вырезать при помощи ножниц;

2.Шилом проделать отверстия не больше диаметра шпажки, для плотной посадки в дальнейшем;

3.Склеить вырезанные круги полимерным клеем по 6 штук на одно колесо;

(варианты изготовления колес могут быть различны)

-Изготовление шкивов колес модели

1. На листе гофрированного картона циркулем разметить 12 кругов диаметром 40 мм., и 4 круга диаметром 55 мм., вырезать при помощи ножниц;

2.При помощи полимерного клея приклеить к одной из сторон колес по 3 круга диаметром 40 мм, на внешнюю часть приклеенных кругов нанести клеевым пистолетом слой клея и размазать его, чтобы получилась плоская поверхность;

3.После высыхания клея приклеить полимерным клеем по одному кругу диаметром 55 мм. на получившиеся шкивы;

-Изготовление промежуточного вала модели

1.Из плотного картона вырезать прямоугольник длинной уже рамы на 5-10 мм., на шпажке для шашлыка свернуть втулку. Шпажка не должна выпадать из втулки в вертикальном положении и по возможности плотно одеваться на втулку. Диаметр втулки должен примерно соответствовать диаметру карандаша;

2.В центральной части втулки прорезать отверстие произвольной формы и размера, для последующего нанесения через него клея клеевым пистолетом для закрепления оси из шпажки;

3.Разметить и вырезать из гофрокартона 3 круга диаметром 35 мм. и 2 круга диаметром 45 мм., шилом и карандашом проделать в них отверстия ;

4.Склеить малые круги полимерным клеем;

5. На внешнюю часть склеенных кругов нанести клеевым пистолетом слой клея и размазать его, чтобы получилась плоская поверхность;

6.С двух сторон приклеить большие круги;

7.Аналогичным способом изготовить 2 двойных боковых шкива промежуточного вала с внутренним диаметром 14-15 мм., с установкой средней разделительной пластины между внутренними частями шкивов диаметром 25 из ПВХ уголка, с внешней стороны наклеить круги диаметром 30 мм. В двойных шкивах шилом проделать по центру отверстия для плотной посадки на шпажки;

-Сборка электромеханической части

1.Внутри рамы поместить электродвигатель у передней стенки(проверить натяжение резинки на шкивах), батарейный блок у задней оси, выключатель в удобном для пользования месте;

2.Замерить необходимую длину проводов;

3.Вытащить электрооборудование из рамы;

4.Обрезать провода по размеру, зачистить концы, залудить припаевыемые части, припаять провода согласно схеме;

-Сборка модели

1.Установить шпажки-оси во втулки рамы, смазать края осей клеевым пистолетом, приклеить колеса;

2.На втулку промежуточного вала одеть и приклеить клеевым пистолетом шкив, убедившись, что он будет расположен напротив шкива электродвигателя;

3.Втулку со шкивом установить внутрь рамы, одеть на нее одну резинку для денег (можно одеть 1,2 запасных) и продеть шпажку-ось через стенки рамы и втулку, нанести клеевым пистолетом клей через отверстие втулки, подвигать ось внутри втулки для распределения клея;

4.Приклеить на ось промежуточного вала двойные шкивы напротив шкивов колес;

5.Надеть резинки для денег на шкивы колес и двойные шкивы промежуточного вала;

6.На переднюю втулку внутри рамы приклеить пластину из гофрокартона для установки двигателя, убедившись, что она не будет мешать ременной передаче;

7.Приклеить двигатель со шкивом клеевым пистолетом на пластину либо на внутреннюю стенку рамы (проверить натяжение ремня), закрепить внутри рамы блок для батарей, выключатель установить, вырезав отверстие в раме в удобном месте;

8.Надеть резинку на шкив двигателя, на шкивы промежуточного вала и колес установить батарейки, обрезать выступающие оси, запустить модель;

-Дополнительные мероприятия

1.Убедившись в работоспособности модели, рекомендуется нанести поперечные полосы клеевым пистолетом на колеса модели для имитации шин и лучшей проходимости;

2.Сконструировать и изготовить из гофрокартона не менее 2 съемных кузовов модели;

3.Из обрезков картона изготовить полосу препятствий;

Итог занятия.

Рефлексия:

-Осмотр, устранение ошибок;

-Проведение соревнований. Первый этап- запуск моделей по прямой с установкой стоек, на максимально возможное расстояние, на выбор учащихся. В 1 этапе побеждают два учащихся, у которых модель проедет точнее.

Второй этап соревнования - прохождение полосы препятствий на время. Во втором этапе побеждают два учащихся, чья модель быстрее преодолеет полосу препятствий.

При равных результатах победителей преимущество получает более качественно выполненная модель.

3.Источники информации

Занков Л.В.Избранные педагогические труды- Москва 2010 г.

wikipedia.org

present5.ru

Приложение №1

Электросхемы конструктора

1.Использовать обозначения 2,15,19,24 2.Схема с электродвигателем

Приложение №2

Поэтапная сборка модели

1.кузов с осями в втулках 2.Элементы колес 3.Для шкивов пром. вала

4.Колеса,двойной шкив 5.Шкив пром. вала 6.Рама в сборе

7.Электроборудование 8.Модель в сборе (вар.1) 9.Модель в сборе (вар.2)