3D моделирование в системе «КОМПАС» как способ развития логического и пространственного мышления учащихся среднего общеобразовательного учреждения
|
ВВЕДЕНИЕ 3
Глава 1 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ РАЗВИТИЯ ПРОСТРАНСТВЕННОГО
МЫШЛЕНИЯ УЧАЩИХСЯ 7
1.1. Сущность и характеристика понятия «пространственное мышление» 7
1.2. Роль и место проблемы развития логического и пространственного
мышления на уроках технологии 17
1.3. Возрастные особенности подростков 21
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 1 24
Глава 2 РАЗРАБОТКА ЗАДАНИЙ УЧЕБНОГО МАТЕРИАЛА ДЛЯ ИЗУЧЕНИЯ ОСОБЕННОСТЕЙ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ САПР КОМПАС 3D В РАЗВИТИИ ЛОГИЧЕСКОГО И ПРОСТРАНСТВЕННОГО МЫШЛЕНИЯ 25
2.1. 3D моделирование как эффективная форма развития логического и
пространственного мышления учащихся 25
2.2. Учебно-тематическое планирование уроков технологии с параллельным
включением основ черчения 34
2.3. Этапы изучения основных приёмов 3D моделирования в системе
«КОМПАС» 39
2.4. Анализ эффективности использования программы КОМПАС 3D на
уроках технологии 59
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ II 64
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 65
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 67
ПРИЛОЖЕНИЕ 72
Глава 1 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ РАЗВИТИЯ ПРОСТРАНСТВЕННОГО
МЫШЛЕНИЯ УЧАЩИХСЯ 7
1.1. Сущность и характеристика понятия «пространственное мышление» 7
1.2. Роль и место проблемы развития логического и пространственного
мышления на уроках технологии 17
1.3. Возрастные особенности подростков 21
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 1 24
Глава 2 РАЗРАБОТКА ЗАДАНИЙ УЧЕБНОГО МАТЕРИАЛА ДЛЯ ИЗУЧЕНИЯ ОСОБЕННОСТЕЙ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ САПР КОМПАС 3D В РАЗВИТИИ ЛОГИЧЕСКОГО И ПРОСТРАНСТВЕННОГО МЫШЛЕНИЯ 25
2.1. 3D моделирование как эффективная форма развития логического и
пространственного мышления учащихся 25
2.2. Учебно-тематическое планирование уроков технологии с параллельным
включением основ черчения 34
2.3. Этапы изучения основных приёмов 3D моделирования в системе
«КОМПАС» 39
2.4. Анализ эффективности использования программы КОМПАС 3D на
уроках технологии 59
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ II 64
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 65
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 67
ПРИЛОЖЕНИЕ 72
Актуальность исследования.
Современные информационные технологии, включая мультимедиа, сегодня предоставляют доступ к нетрадиционным источникам информации, так что есть возможность реализации. Вы можете реализовать формы и методы концептуального и математического моделирования новых явлений и процессов.
Развитие логического и пространственного мышления происходит на этапе, когда учащийся осваивает информацию, собранную человечеством, и является одним из важнейших особенностей онтогенеза психики учащегося. Высокий уровень развития логического и пространственного мышления является предпосылкой успешного развития широкого спектра образовательных и технических областей на всех этапах образования, что подчеркивает важность данной темы исследования.
Пространственное мышление является неотъемлемой частью подготовки к практическим действиям по многим специальностям.
По мнению многих ученых, педагогическая практика постоянно демонстрирует слабое развитие логического и пространственного мышления учащихся от начальной школы до высшего учебного заведения.
Кроме того, опыт преподавателей средних и высших учебных заведений, а также психологов и преподавателей-исследователей показывает, что учащиеся часто не выполняют как теоретические, так и практические задачи, требующих для своего решения, сформированные специфические виды мыслительной деятельности, обеспечивающие анализ логических или пространственных свойств.
Недостатки этого образования влияют на успеваемость учащихся по различным школьным предметам, таким как черчение, которого сейчас нет в образовательной программе, рисование, технология.
Все это показывает, что среднее общеобразовательное учреждение не создает достаточных условий для развития логического и пространственного мышления, поскольку школьное обучение построено таким образом, что развивается в основном словесно-логическое мышление. Хоть это соответствует тенденциям развития учащихся, оно ведет к снижению интеллекта обучающегося.
Современные технологии требуют от современного индивида требования знаний многих отраслей наук, использование технических средств и технологических систем, систем связи и обработки информации. В последнее время перед специалистами ставятся не только узкие профессиональные задачи, но и задачи, для решения которых требуются знания из смежных областей наук. Еще Генри Форд говорил, что: «Все серьезные открытия как раз появляются, рождаются на острие, на стыке различных наук»
Дисциплины: «Технология», «Основы черчения» с применением ИКТ могут поднять эти предметные области на новый, еще, возможно, не совсем понятый уровень.
В век, который требует использования информационных технологий в образовании, является проблемой найти правильные учебные материалы и программы для создания этих материалов. Эта проблема может быть решена с помощью программного обеспечения КОМПАС. КОМПАС 3D - лидер на рынке программного обеспечения для трехмерного моделирования и визуализации.
Объект исследования: 3D моделирование на уроках технологии в среднем общеобразовательном учреждении.
Предмет исследования: 3D моделирование в графическом пакете «КОМПАС» как способ развития логического и пространственного мышления учащихся среднего общеобразовательного учреждения.
Цель исследования: Развитие логического и пространственного мышления у учащихся с использованием разработанных заданий по 3D моделированию в среде КОМПАС 3D.
Для достижения этой цели, необходимо решить следующие задачи:
1. Изучить литературу по теме исследования;
2. Выявить сущность понятия «пространственное мышление»;
3. Изучить возрастные особенности подростков, влияющие на формирование логического и пространственного мышления;
4. Изучить возможности использования информационно-
коммуникативных технологий (ИКТ) в школьном образовании, в частности 3D моделирование, на уроках технологии;
5. Разработать задания по 3D моделированию для изучения темы «Виды» (ГОСТ 2.305-2008 Изображения - виды, разрезы, сечения) на учебном занятии с использованием КОМПАС 3D (v. 16-18).
Гипотеза исследования: программа КОМПАС 3D имеет широкие возможности для создания объемных моделей, которые будут очень полезны для понимания строения и функционирования объектов, изучаемых в средней общеобразовательной школе.
Методологическую основу составляют работы, посвященные проблеме формирования пространственных представлений у средних школьников: Ильина Т.А, Семаго Н.Я, Семаго М.М, Степанова В.В.).
Теоретическую основу данной работы составили труды отечественных и зарубежных учёных в направлении использования технологий 3D моделирования и конструирования в сфере образования, среди которых стоит выделить таких исследователей, как инженеры - проектировщики и инженеры, работающие в области программирования, создавшие КОМПАС 3D. А также преподавателей, занимавшихся внедрением таких дисциплин, как черчение и компьютерное проектирование в школьный предмет «Технология» (Кругликов Г. И), преподавателей дисциплины «Инженерная графика» в технических вузах (Четверухин Н.Ф., Бубенников А.В., Фролов С.А., Вяткин Г.П., Левицкий В.С., Боголюбов С.К.) [43, 46-49].
Практическая значимость исследования: рекомендации данной ВКР и разработанные задания по изучению темы «Виды» в соответствии с требованиями ГОСТ 2.305-2008 будут полезны для преподавания дисциплины «Технология» с параллельным изучением основ черчения и моделирования в САПР Компас для формирования пространственного и логического мышления учащихся.
Структура исследования: данная выпускная квалификационная работа состоит из введения, двух глав, выводов по главам, заключения, списка литературы и приложения.
Современные информационные технологии, включая мультимедиа, сегодня предоставляют доступ к нетрадиционным источникам информации, так что есть возможность реализации. Вы можете реализовать формы и методы концептуального и математического моделирования новых явлений и процессов.
Развитие логического и пространственного мышления происходит на этапе, когда учащийся осваивает информацию, собранную человечеством, и является одним из важнейших особенностей онтогенеза психики учащегося. Высокий уровень развития логического и пространственного мышления является предпосылкой успешного развития широкого спектра образовательных и технических областей на всех этапах образования, что подчеркивает важность данной темы исследования.
Пространственное мышление является неотъемлемой частью подготовки к практическим действиям по многим специальностям.
По мнению многих ученых, педагогическая практика постоянно демонстрирует слабое развитие логического и пространственного мышления учащихся от начальной школы до высшего учебного заведения.
Кроме того, опыт преподавателей средних и высших учебных заведений, а также психологов и преподавателей-исследователей показывает, что учащиеся часто не выполняют как теоретические, так и практические задачи, требующих для своего решения, сформированные специфические виды мыслительной деятельности, обеспечивающие анализ логических или пространственных свойств.
Недостатки этого образования влияют на успеваемость учащихся по различным школьным предметам, таким как черчение, которого сейчас нет в образовательной программе, рисование, технология.
Все это показывает, что среднее общеобразовательное учреждение не создает достаточных условий для развития логического и пространственного мышления, поскольку школьное обучение построено таким образом, что развивается в основном словесно-логическое мышление. Хоть это соответствует тенденциям развития учащихся, оно ведет к снижению интеллекта обучающегося.
Современные технологии требуют от современного индивида требования знаний многих отраслей наук, использование технических средств и технологических систем, систем связи и обработки информации. В последнее время перед специалистами ставятся не только узкие профессиональные задачи, но и задачи, для решения которых требуются знания из смежных областей наук. Еще Генри Форд говорил, что: «Все серьезные открытия как раз появляются, рождаются на острие, на стыке различных наук»
Дисциплины: «Технология», «Основы черчения» с применением ИКТ могут поднять эти предметные области на новый, еще, возможно, не совсем понятый уровень.
В век, который требует использования информационных технологий в образовании, является проблемой найти правильные учебные материалы и программы для создания этих материалов. Эта проблема может быть решена с помощью программного обеспечения КОМПАС. КОМПАС 3D - лидер на рынке программного обеспечения для трехмерного моделирования и визуализации.
Объект исследования: 3D моделирование на уроках технологии в среднем общеобразовательном учреждении.
Предмет исследования: 3D моделирование в графическом пакете «КОМПАС» как способ развития логического и пространственного мышления учащихся среднего общеобразовательного учреждения.
Цель исследования: Развитие логического и пространственного мышления у учащихся с использованием разработанных заданий по 3D моделированию в среде КОМПАС 3D.
Для достижения этой цели, необходимо решить следующие задачи:
1. Изучить литературу по теме исследования;
2. Выявить сущность понятия «пространственное мышление»;
3. Изучить возрастные особенности подростков, влияющие на формирование логического и пространственного мышления;
4. Изучить возможности использования информационно-
коммуникативных технологий (ИКТ) в школьном образовании, в частности 3D моделирование, на уроках технологии;
5. Разработать задания по 3D моделированию для изучения темы «Виды» (ГОСТ 2.305-2008 Изображения - виды, разрезы, сечения) на учебном занятии с использованием КОМПАС 3D (v. 16-18).
Гипотеза исследования: программа КОМПАС 3D имеет широкие возможности для создания объемных моделей, которые будут очень полезны для понимания строения и функционирования объектов, изучаемых в средней общеобразовательной школе.
Методологическую основу составляют работы, посвященные проблеме формирования пространственных представлений у средних школьников: Ильина Т.А, Семаго Н.Я, Семаго М.М, Степанова В.В.).
Теоретическую основу данной работы составили труды отечественных и зарубежных учёных в направлении использования технологий 3D моделирования и конструирования в сфере образования, среди которых стоит выделить таких исследователей, как инженеры - проектировщики и инженеры, работающие в области программирования, создавшие КОМПАС 3D. А также преподавателей, занимавшихся внедрением таких дисциплин, как черчение и компьютерное проектирование в школьный предмет «Технология» (Кругликов Г. И), преподавателей дисциплины «Инженерная графика» в технических вузах (Четверухин Н.Ф., Бубенников А.В., Фролов С.А., Вяткин Г.П., Левицкий В.С., Боголюбов С.К.) [43, 46-49].
Практическая значимость исследования: рекомендации данной ВКР и разработанные задания по изучению темы «Виды» в соответствии с требованиями ГОСТ 2.305-2008 будут полезны для преподавания дисциплины «Технология» с параллельным изучением основ черчения и моделирования в САПР Компас для формирования пространственного и логического мышления учащихся.
Структура исследования: данная выпускная квалификационная работа состоит из введения, двух глав, выводов по главам, заключения, списка литературы и приложения.
Пространственное воображение следует за нами на протяжении всей жизни. Мы живем и движемся в трехмерном пространстве, предметы в повседневной жизни занимают пространство. Пространственное воображение может служить многим целям. Это способ получить знания, полезное мышление, формулирование задач и инструмент для решения конкретных проблем. Оно бывает необходимо во многих профессиях.
В настоящее время, когда в любом общеобразовательном учреждении стоит главная задача - подготовить учащихся к какому-либо виду трудовой деятельности, вопрос навыков, уровня грамотности, повышения качества преподавания в курсе технологии в школе приобретает особую важность.
В ряде случаев выпускникам средней школы не хватает базы знаний и навыков, достаточно развитого логического и пространственного мышления, в результате чего они не всегда могут прочитать даже простой чертеж детали. Известно, что большинство чертежей содержат разрезы и сечения. Каждое рационализаторское предложение должно быть оформлено на чертеже. Таким образом, учащиеся и выпускники должны уметь не только читать, но и правильно выполнять чертежи.
В данной выпускной квалификационной работе приведены выводы после изучения литературы об особенностях развития логического и пространственного мышления учащихся. Изучены возможности использования информационно-коммуникационных технологий в школьном образовании, в частности 3D моделирование, на уроках технологии. Также рассмотрены возможности развития логического и пространственного мышления с помощью 3D моделирования. Разработаны задания по 3D моделированию для темы «Виды» для учебного занятия с использованием графического пакета КОМПАС.
Анализ научно-методической литературы по формированию и развитию логических и пространственных представлений позволил выделить основные психологические и физиологические основы восприятия объектов мира человеком.
Изучив другие экспериментальные исследования, можно говорить, что апробация приведет к положительному влиянию применяемых методов на формирование логических и пространственных представлений учащихся. Систематизация позволит выявить условия формирования пространственных представлений обучаемых: использование различных видов деятельности, в первую очередь деятельности по решению специально подобранных упражнений, ориентированных на развитие пространственных представлений обучаемых; взаимосвязь формирования пространственных представлений с развитием логического мышления и речи учащихся; использование рациональной системы средств наглядности. Как показывают исследования преподавания, учет и использование этих условий и приемов успешно способствует работе по развитию логических и пространственных представлений обучаемых.
Доказано, что целенаправленное и рациональное внедрение в практику новой учебной наглядности - компьютерной анимации ведет к повышению уровня развития пространственных представлений учащихся.
Сделанные выводы дают основание полагать, что справедливость гипотезы исследования подтверждена, все задачи исследования выполнены.
В настоящее время, когда в любом общеобразовательном учреждении стоит главная задача - подготовить учащихся к какому-либо виду трудовой деятельности, вопрос навыков, уровня грамотности, повышения качества преподавания в курсе технологии в школе приобретает особую важность.
В ряде случаев выпускникам средней школы не хватает базы знаний и навыков, достаточно развитого логического и пространственного мышления, в результате чего они не всегда могут прочитать даже простой чертеж детали. Известно, что большинство чертежей содержат разрезы и сечения. Каждое рационализаторское предложение должно быть оформлено на чертеже. Таким образом, учащиеся и выпускники должны уметь не только читать, но и правильно выполнять чертежи.
В данной выпускной квалификационной работе приведены выводы после изучения литературы об особенностях развития логического и пространственного мышления учащихся. Изучены возможности использования информационно-коммуникационных технологий в школьном образовании, в частности 3D моделирование, на уроках технологии. Также рассмотрены возможности развития логического и пространственного мышления с помощью 3D моделирования. Разработаны задания по 3D моделированию для темы «Виды» для учебного занятия с использованием графического пакета КОМПАС.
Анализ научно-методической литературы по формированию и развитию логических и пространственных представлений позволил выделить основные психологические и физиологические основы восприятия объектов мира человеком.
Изучив другие экспериментальные исследования, можно говорить, что апробация приведет к положительному влиянию применяемых методов на формирование логических и пространственных представлений учащихся. Систематизация позволит выявить условия формирования пространственных представлений обучаемых: использование различных видов деятельности, в первую очередь деятельности по решению специально подобранных упражнений, ориентированных на развитие пространственных представлений обучаемых; взаимосвязь формирования пространственных представлений с развитием логического мышления и речи учащихся; использование рациональной системы средств наглядности. Как показывают исследования преподавания, учет и использование этих условий и приемов успешно способствует работе по развитию логических и пространственных представлений обучаемых.
Доказано, что целенаправленное и рациональное внедрение в практику новой учебной наглядности - компьютерной анимации ведет к повышению уровня развития пространственных представлений учащихся.
Сделанные выводы дают основание полагать, что справедливость гипотезы исследования подтверждена, все задачи исследования выполнены.
