Основы конструкторской деятельности. Реферат по дисциплине Основы конструкторской деятельности
 Скачать 35.66 Kb.
|
|
Министерство просвещения Российской Федерации Шадринский государственный педагогический университет Реферат по дисциплине «Основы конструкторской деятельности» Студента 633 группы, заочного отделения Обучающегося по образовательной программе «Экономика и управление», по направлению подготовки 04.03.04 Профессиональное обучение Чижов Максим Андреевич Шадринск 2021 СОДЕРЖАНИЕ
1 Основные методы и способы конструирования и моделирования Конструирование – создание различных изделий определенного назначения с составлением их проектов (графических изображений, технических и экономических расчетов и т.п.), проработкой и сопоставлением возможных различных вариантов конструкций и способов изготовления деталей, изготовлением образцов, исследованием их соответствия техническому заданию и оценкой качества. Мыслительная и практическая деятельность здесь направлена на то, чтобы сделать вещь, предметы, которые несут в себе элемент новизны, не повторяют и не дублируют, в отличие от моделирования, действительные объекты. Конструирование является частью проектирования и будет необходимым элементом будущего творческого проекта. Конструирование ведется по определенному техническому заданию, которое формулирует конкретные условия и требования качеству готового изделия при его использовании по назначению. Обычно конструирование начинают со зрительного представления изделия, составления его эскизов, технических рисунков, чертежей. Затем подбирают необходимые материалы. Далее изготавливают опытный образец изделия или само изделие, испытывают его на прочность и работоспособность, дорабатывают с учетом недостатков, и так повторяют многократно, от одного варианта к другому, до создания наилучшего изделия согласно его назначению. Перед разработчиком (конструктором) в процессе конструирования возникает множество вариантов изделия. Многовариантность в конструировании называют вариативностью. Вариативность присуща как конструкции изделия, так и его внешнему виду дизайну. (Слово «дизайн» в переводе с английского означает «замысел, проект, рисунок».) В узком смысле дизайн — это задача добиваться, чтобы изделия имели красивый внешний вид, красивую, рациональную отделку и были удобны в пользовании. Красивое и модное изделие, продуманное с точки зрения технической эстетики (красоты), простоты и безопасности обслуживания и эксплуатации, имеет повышенный спрос и ценится дороже. Вот почему прорабатывают множество вариантов изделия, пока не найдут наиболее подходящий. Так появились различные конструкции столов, стульев, кресел и других изделий из древесины. Наконец, изделие должно быть технологичным (простым) в изготовлении, прочным, надежным и экономичным. Технологичным считают изделие, изготовленное с наименьшими затратами времени, труда, средств и материалов. Прочное изделие воспринимает заданную нагрузку без разрушения. Надежное изделие служит безотказно в течение длительного срока. Экономичным считают изделие с малым расходом материалов, которое при использовании не требует дополнительных расходов. Технологичность, прочность, надежность и другие свойства являются и основными принципами конструирования, изготовления и эксплуатации изделий. Все выше перечисленные необходимые свойства изделия составляют его качество. Качественное изделие прочно и надежно в работе, удобно в эксплуатации. При конструировании изделий весьма важно подобрать для них нужные материалы, чтобы изделие было прочным и дешевым, легко и быстро изготавливалось, соответствовало всем предъявляемым к нему требованиям. Обучение учащихся элементам технического конструирования имеет целью сообщение учащимся первоначальных знаний о содержании и особенностях организации разработки устройства (конструкций), способов и приемов изготовления несложных изделий из распространенных материалов, простейшая механическая обработка которых доступна детям указанного возраста. В процессе обучения элементарному техническому конструированию происходит развитие конструкторских способностей детей, совершенствуются общетрудовые политехнические умения и навыки, трудовая культура учащихся, растет их интерес к самостоятельному решению доступных им задач конструирования различных изделий. Работа по техническому конструированию, так же как и работа по техническому моделированию способствует расширению политехнического кругозора школьников развитию их пространственных представлений, обогащает их речь. Особенно большое значение имеет работа младших школьников по техническому конструированию для подготовки их к урокам технологии в последующих классах школы. Чтобы научиться создавать конструкции изделий учащиеся должны упражняться в конструировании, учиться решать конструкторские задачи. Эффективнее идет процесс конструирования, технического моделирования, если учитель разрабатывает требуемую конструкцию вместе с детьми, наглядно показывая все основные этапы поисков рациональных решений, проверки и сопоставления вариантов, отбора наилучшего по ряду качественных показателей. Конструирование изделий на уроках труда может организовываться и производиться различно. Наиболее распространенные формы организации работы учащихся по созданию новых для них конструкций изделий следующие: 1) Конструирование под диктовку учителя. Учитель показывает поочередно конструкции деталей изделия, демонстрирует приемы их изготовления и соединения, порядок отделки, изготовленного изделия, приемы его наладки, регулирования, использования по назначению. Учащиеся в данном случае занимаются репродуктивной деятельностью, воспроизводят, копируют действия учителя. Такая работа мало способствует развитию самостоятельности, активности инициативы, творчества. Конструирование по аналогии. После того как учащиеся под руководством учителя изготовили учебное изделие, им предлагается самостоятельно провести конструирование аналогичного по конструкции или несколько более сложного, но подобного по конструкции изделия. Например, учащиеся выполнили модель куба из тонкого картона, а затем им дается задание изготовить модель параллелепипеда (изготовить развертку, провести склеивание и оклеивание моделей). 2) Конструирование по образцу, который демонстрируется в готовом виде. Учащиеся анализируют конструкцию этого образца, выясняют из каких деталей она состоит, выясняют порядок и приемы выполнения отдельных операций, в сборке и отделке изделия. 3) Конструирование по устным, письменным или графическим описаниям изделия, включающим общее технические требования к готовому изделию (его назначение, условия использования, габариты, предлагаемый для изготовления материал, общие требования конструкции и пр.). 4) Конструирование по собственному замыслу на основе самостоятельного рассмотрения задания на конструирование изделия, для изготовления которого требуется применить известные учащимся материалы, имеющийся у них инструменты и усвоенные ранее приемы труда. 5) Конструирование на свободную тему с соблюдением единственного условия: ограничением времени проведения работы (например, один урок). Конструирование в коллективе из двух-четырех человек с распределением обязанностей по созданию конструкции и ее воплощению в материале, испытанию в действии. Конструкция – общая схема устройства и действия работы конкретной машины, сооружения, отдельного узла или их модели, макета, дающая представление о форме, величине и взаимном расположении их частей, их взаимодействии, способах и порядке сборки и разборки, материалах, из которых они изготовлены, и т.п. Знание конструкции изделия, его назначения и способов, условий использования – непременные условия успешности его изготовления. На уроках технологии ознакомление учащихся с конструкциями учебных изделий проводится по образцам, графическим изображениям, устным и письменным описаниям или по совокупности этих видов инструктажа, объяснения задач изготовления изделия. Изучение конструкций изделий проводится в неразрывной связи с изучением технологических операций, приёмов изготовления деталей, их сборки и проверки качества, соответствия полученному заданию. Конструкция изделия – форма, размеры, способы соединения и особенности взаимодействия отдельных деталей и узлов изделия. Конструкция изделия определяет его соответствие назначению: удобство пользования изделием, его габариты (размеры), массу, надёжность и долговечность в эксплуатации, внешний вид, возможность выполнения ремонта. В зависимости от назначения и условий использования изделия эти показатели могут изменяться в значительных пределах. Для одних изделий важно, чтобы они были максимально портативными, удобоносимыми и лёгкими. Другие изделия должны быть особо прочными, и для их изготовления подбирают материалы соответствующей прочности. Конструкции третьих изделий должны предусматривать возможность быстрой замены отдельных деталей с целью ремонта износившихся. К изготавливаемым ёлочным игрушкам и украшениям нет смысла предъявлять требование прочности – они должны быть затейливые по форме, нарядные. Конструкции макетов должны давать представление о внешнем виде соответствующего объекта, а конструкции технических моделей – о принципах действия. Конструкторы детские – наборы стандартных деталей, предназначенные для изготовления детьми различных изделий: моделей машин и механизмов, приборов, аппаратов, макетов сооружений, предметов домашнего обихода и т.п. Используя наборы этого типа, манипулируя деталями, проводя работу по сборке тех или иных конструкций, учащиеся совершенствуют элементарные умения и навыки сборки и разборки, выполнения их наладки, использования их в игровой деятельности. Кроме того, они получают общее представление о содержании и организации сборочных операций на производстве. Одновременно дети в интересной и увлекательной форме, в процессе активной деятельности практически знакомятся с назначением, особенностями устройства и действия наиболее распространённых машин, механизмов, инженерных сооружений, игровых аттракционов. Всё это способствует общему и техническому развитию учащихся, активизации их интереса к технике, производству, трудовой деятельности людей. По содержанию и назначению в трудовой и игровой деятельности детей детские конструкторы подразделяют обычно на три группы: — сборно-разборные модели определённых конструкций (например, автомашина, часы, жилой дом); — тематические конструкторы, предназначенные для сборки нескольких моделей на одну тему (например, авиаконструктор, автоконструктор, электроконструктор, архитектурно-строительный конструктор); — схематические общетехнические наборы деталей, из которых можно монтировать бесконечное количество моделей и макетов машин, механизмов, сооружений, предметов быта, игрушек. Особенность последней группы наборов состоит в том, что при конструировании и изготовлении различных объектов из деталей наборов учащиеся имеют возможность дополнять свои модели самодельными деталями из бумаги, картона, тонкой жести, листовой пластмассы, плёнок. Это создаёт дополнительные стимулы и возможности совершенствования умения конструировать, разрабатывать приёмы изготовления недостающих деталей, порядок сборки изделий. Каждый набор включает печатный альбом – руководство, в котором приводятся сведения о номенклатуре, внешнем виде, назначении и количестве деталей, составляющих набор, об инструментах, которые используются при проведении сборочных работ, представлены примеры типичных конструкций элементарных соединений деталей и более или менее сложных узлов, а также краткие рекомендации по приёмам выполнения трудовых операций монтажа и демонтажа изделий. Основную часть каждого альбома составляют рисунки рекомендуемых к изготовлению моделей. Объекты, предлагаемые для изготовления, располагаются на страницах альбома в порядке постепенного возрастания сложности их выполнения. Моделирование — вид конструирования. В результате процесса конструирования и моделирования получаются готовые объекты — изделия, модели, макеты. Любой объект может быть смоделирован с использованием самых различных материалов и техник. Изготовление модели предполагает наличие некоторых знаний об объекте-оригинале. Абсолютное подобие не обязательно, но модель должна отражать (имитировать) существенные черты объекта-оригинала. Модели могут быть: — полные (полное подобие); — неполные (неполное подобие); — приближённые (некоторые стороны объекта не моделируются совсем). 2. Эвристические методы генерирования новых идей Впервые учение об эвристических методах разработано и введено в практику Сократом. Известно, что межотраслевой фонд эвристических приемов насчитывает около 200 проверенных мировым опытом рекомендаций по совершенствованию известных или синтезу новых проектных решений. Использование этих методов и приемов помогают решать самые различные проблемные задачи, возникающие в человеческой деятельности. Эвристические методы обеспечивают выявление, обработку и упорядочение системы закономерностей, механизмов и методологических средств конструирования нового задания и целеустремленных способов деятельности на основе обобщения прежнего опыта и опережающего отражения моделей будущего с целью решения поставленной задачи наиболее эффективно. Система эвристических методов решения задач, как и знаний, вообще, является системой открытого типа, т.е. с развитием науки и техники будут появляться все новые и новые эвристические методы. Процесс решения задач с помощью метода эвристических приемов состоит из 5 последовательных этапов: 1. Постановка задачи технического творчества. 2. Выбор подходящих приемов на основе анализа недостатков и дефектов прототипа (прототип - наиболее близкий по технической сущности (по смыслу) и по достигаемому эффекту аналог (устройство, способ, вещество, штамм) предполагаемого изобретения) и противоречий его развития. 3. Преобразование прототипа с помощью выбранных приемов и формирование нескольких новых технических решений. 4. Анализ новых технических решений относительно осуществимости и степени эффективности использования. 5. Работу этапов 2 - 4 выполняют, выбирая другие прототипы. Наибольший эффект при эвристическом обучении дают задачи предполагающие открытие новых причинно-следственных связей, закономерностей, общих признаков решения целого класса задач, в основе которых лежат еще не известные субъекту отношения между определенными компонентами исследуемых конкретных ситуаций. Наиболее выразительной формой эвристического метода является эвристическая беседа, состоящая из серии взаимосвязанных вопросов, каждый из которых служит шагом на пути решения проблемы, и которые требуют осуществления небольшого поиска. Итак, попробуем последовательно раскрыть эвристические методы, которые могут быть широко применены в творческой деятельности менеджера. 1) Метод «мозгового штурма» Метод и термин «мозговой штурм», или «мозговая атака» предложены американским ученым А.Ф. Осборном. Эвристический диалог «мозговой атаки» базируется на ряде психологических и педагогических закономерностей. Основные принципы и правила этого метода - абсолютный запрет критики предложенных участниками идей, а также поощрение всевозможных реплик, шуток. Более подробно рассмотрим его в следующей главе. 2) Метод коллективного поиска оригинальных идей базируется на следующих психолого-педагогических закономерностях и соответствующих им принципах. Первая закономерность и соответствующий ей принцип сотворчества в процессе решения творческой задачи. Руководитель группы, опираясь на демократический стиль общения, поощряя фантазию, неожиданные ассоциации, стимулирует зарождение оригинальных идей и выступает как их соавтор. И чем более развиты способности руководителя к сотрудничеству и сотворчеству, тем эффективнее, при прочих равных условиях, решение творческой задачи. Вторая закономерность и соответствующий ей принцип доверия творческим силам и способностям друг друга. Все участники выступают на равных: шуткой, удачной репликой руководитель поощряет малейшую инициативу членов творческой группы. Третья закономерность и принцип - использование оптимального сочетания интуитивного и логического. В условиях генерирования идей оптимальным является ослабление активности логического мышления и всяческое поощрение интуиции. Этому в немалой степени способствуют и такие правила, как запрет критики, отсроченный логический и критический анализ генерированных идей. В чем достоинства метода коллективного поиска оригинальных идей? К несомненным достоинствам этого метода следует отнести то, что он уравнивает всех членов группы, так как авторитарность руководства в процессе его применения недопустима. Лень, рутинное мышление, рационализм как бы автоматически снимаются. Доброжелательный психологический микроклимат создает условия для раскованности, активизирует интуицию и воображение. Недостатки и ограничения метода заключаются в том, что его применение позволяет выдвинуть, найти творческую идею в самом общем виде. Метод не гарантирует тщательную разработку идеи. Он также неприменим или имеет ограничения в применении, когда творческая задача требует больших предварительных расчетов, вычислений. 3) Метод эвристических вопросов. Этот метод известен также как метод «ключевых вопросов». Метод эвристических вопросов целесообразно применять для сбора дополнительной информации в условиях проблемной ситуации или упорядочения уже имеющейся информации в самом процессе решения творческой задачи. Эвристические вопросы служат дополнительным стимулом, формируют новые стратегии и тактики решения творческой задачи. Следует заметить, что эвристические вопросы широко использовал в своей научной и практической деятельности еще древнеримский философ Квинтилиан. Он рекомендовал всем крупным политическим деятелям для сбора достаточно полной информации о каком-либо событии поставить перед собой следующие семь ключевых (эвристических) вопросов и ответить на них: кто? что? зачем? где? чем? как? когда? Достоинство метода эвристических вопросов заключается в его простоте и эффективности для решения любых задач. Эвристические вопросы особенно развивают интуицию мышления. Недостатки и ограничения: он не дает особо оригинальных идей и решений и, как другие эвристические методы, не гарантирует абсолютного успеха в решении творческих задач. 4) Метод многомерных матриц. Этот метод среди исследователей и изобретателей также известен как метод «морфологического ящика» или метод «морфологического анализа». Исходная идея метода многомерных матриц в решении творческих задач заключается в следующем. Поскольку новое очень часто представляет собой иную комбинацию известных элементов (устройств, процессов, идей и т.п.) или комбинацию известного с неизвестным, то матричный метод позволяет это сделать не путем проб и ошибок, а целенаправленно и системно. Таким образом, метод многомерных матриц базируется на принципе системного анализа новых связей и отношений, которые проявляются в процессе матричного анализа исследуемой проблемы. Достоинство: он позволяет решить сложные творческие задачи и найти много новых, неожиданных, оригинальных идей. Недостатки и ограничения: даже при решении задач средней трудности в матрице могут оказаться сотни вариантов решений, выбор из которых оптимального оказывается затруднительным. 5) Метод свободных ассоциаций. В процессе зарождения ассоциаций устанавливаются неординарные взаимосвязи между компонентами решаемой проблемы и элементами внешнего мира, включая компоненты прежнего опыта творческой деятельности лиц, участвующих в коллективном решении проблемы, творческой задачи. В результате процесса зарождения новых ассоциативных связей и возникают творческие идеи решения проблемы. Приведем пример метода свободных ассоциаций. Допустим, вы являетесь руководителем типографии. Вам необходимо наработать идеи решения следующей проблемы: как повысить эффективность рекламы выпускаемой вами продукции. Руководитель группы на основе метода свободных ассоциаций предлагает, например, слово «студент». Это слово дает несколько ассоциаций и соответственно идей того, как активизировать рекламу продукции типографии. На основе ассоциаций, которые вызывает у членов группы слово «студент» генерируются следующие идеи: необходимо шире рекламировать нашу продукцию среди студенческой, учащейся молодежи; для рекламы необходимо привлекать самих студентов, учащихся; необходимо чаще публиковать рекламу нашей продукции в изданиях, которые читают студенты, учащиеся и т.д. 6) Метод инверсии. Метод инверсии представляет собой один из эвристических методов творческой деятельности, ориентированный на поиск идей решения творческой задачи в новых, неожиданных направлениях, чаще всего противоположных традиционным взглядам и убеждениям, которые диктуются формальной логикой и здравым смыслом. Метод инверсии базируется на закономерности и соответственно принципе дуализма, диалектического единства и оптимального использования противоположных (прямых и обратных) процедур творческого мышления: анализ и синтез, логическое и интуитивное, статические и динамические характеристики объекта исследования, внешние и внутренние стороны объекта. Если не удается решить задачу с начала до конца, то попытайтесь решить ее от конца к началу и т.д. Несомненным достоинством метода инверсии является то, что он позволяет развивать диалектику мышления, отыскивать выход из, казалось бы, безвыходной ситуации, находить оригинальные, порой весьма неожиданные решения различного уровня трудности и проблемности творческих задач. Его недостатком и ограничением является то, что он требует достаточно высокого уровня творческих способностей, базисных знаний, умений и опыта. 7) Метод эмпатии (метод личной аналогии). Чаще всего эмпатия означает отождествление личности одного человека с личностью другого, когда пытаются мысленно поставить себя в положение другого. Не случайно эмпатия, или личная аналогия, в решении творческой задачи понимается как отождествление человека с техническим объектом, процессом. Когда применяется метод эмпатии, то объекту приписывают чувства, эмоции самого человека: человек идентифицирует цели, функции, возможности, плюсы и минусы, например машины, со своими собственными. Человек как бы сливается с объектом. Таким образом, в основе метода эмпатии (личной аналогии) лежит принцип замещения исследуемого объекта, процесса другим. С учетом сказанного метод эмпатии - это один из эвристических методов решения творческих задач, в основе которого лежит процесс эмпатии, то есть отождествление себя с объектом и предметом творческой деятельности, осмысление функций исследуемого предмета на основе «вживания» в образ изобретения, которому приписываются личные чувства, эмоции, способности видеть, слышать, рассуждать и т.д. 8) Метод синектики. Суть метода синектики заключается в следующем. На первых этапах его применения идет процесс обучения «механизмам творчества». Часть этих механизмов авторы методики предлагают развивать обучением, развитие других не гарантируется. Первые называют «операционными механизмами». К ним причисляют прямую, личную и символическую аналогии. В условиях применения метода синектики следует избегать преждевременной четкой формулировки проблемы (творческой задачи), так как это нейтрализует дальнейший поиск решения. Обсуждение целесообразно начинать не с самой задачи (проблемы), а с анализа некоторых общих признаков, которые как бы вводят в ситуацию постановки проблемы, неоднократно уточняя ее смысл. К достоинствам метода синектики относятся практически все, присущие эвристическим методам, на базе которых он разработан. К его недостаткам и ограничениям можно отнести следующее: - он не позволяет решать слишком специальные творческие задачи, а дает возможность отыскать преимущественно наиболее оригинальные идеи решения; - после применения метода более 30-40 минут продуктивность генерирования новых идей постепенно падает. 8) Метод организованных стратегий. Одним из главных психологических барьеров в решении творческих задач является инерция мышления и неспособность решающего уйти, отказаться от наиболее очевидного способа и найти новый подход, новое направление в поисках идей решения. И даже если мы выбираем правильные направления (стратегии) поиска идеи решения, то возникают опасения, что мы упустили что-то главное, возможно, более оригинальную стратегию, идею. В определенной мере преодолеть инерцию мышления поможет метод организованных стратегий. В основе этого метода лежат: а) принцип самоуправления личности в выборе новых стратегий решения творческой задачи; б) принцип отстранения, то есть рассмотрения объекта, предмета, процесса, всякий раз с неожиданно новой точки зрения. Что же дает применение эвристических методов в работе менеджера? Эвристические методы могут быть широко применены в практике современного руководителя любого ранга, в деятельности современного менеджера. Проведение совещаний, деловых игр с использованием эвристических методов («мозгового штурма», эмпатии, инверсии, синектики и др.) дает, как правило, много идей, принципиально новых подходов к решению различного типа управленческих проблем в коммерческой деятельности. Эвристические методы находят сегодня широкое применение в различных курсах бизнеса и управления, так как стимулируют развитие интуитивного мышления, способности к воображению и творчеству. СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ Аверьянов, О.И. Основы проектирования и конструирования / О.И. Аверьянов, В.Ф. Солдатов. - М.: МГИУ, 2008. - 152 c. Гринберг, А.С. Информационные технологии моделирования процессов управления экономикой: Учебное пособие / А.С. Гринберг, В.М. Шестаков. - М.: Юнити-Дана, 2003. - 399 c. Искусственный интеллект и принятие решений: Интеллектуальный анализ данных. Моделирование поведения. Когнитивное моделирование. Моделирование и управление / Под ред. С.В. Емельянова. - М.: Ленанд, 2012. - 108 c. Красов, А.В. Моделирование систем управления: Учебное пособие для вузов / С.Е. Душин, А.В. Красов, Н.Н. Кузьмин; Под ред. С.Е. Душин. - М.: Студент, 2012. - 348 c. Михалева, М.Ю. Математическое моделирование и количественные методы исследований в менеджменте: Учебное пособие / М.Ю. Михалева, И.В. Орлова. - М.: Вузовский учебник, 2019. - 320 c |