«Оқушылардың техникалық шығармашылығы» пәні бойынша

1. 
   Ортаев Б.Т. Оқушылардың техникалық шығармашылығы: Оқу құралы.- Түркістан: Қ.А.Ясауи ат. ХҚТУ, 2008. - 150 б.
   
2. 
   Алексеев В.Е. Организация технического творчества учащихся. - М.:Высшая школа, 1984. - 46с.
   
3. 
   Техническое творчество учащихся./Сост.П.Н.Андрианов.- М.:Просвещение, 1987. - 215 с.
   

«Модель» - латын сөзі, аудармасы өлшем, үлгі ұғымын білдіреді. Модель сөзі бірнеше ойды білдіреді және ғылым, техника,өндіріс, оқу салаларында қолданылады. Бұл сөздің кең мағынсы – процестің немесе құблыстың шартты ұлгісі, яғни көрнекі бейнесі, схемасы, түсіндірмесі және т.б.

Ғылыми зерттеулерде модель ойды немесе материалдық жүйені түсіндіреді.

Оқыту модельді қолдану көрнектіліктердің бірі болып табылады. Олар еңбек әрекетінің объектісі болуы мүмкін немесе мектеп оқушыларын белгілі бір техника түрін қызығушылығын қалыптастыруға және оларды техникалық қабілетті дамытуға бағытталады.

Әртүрлі объектілердің модельдерін адамдар ерте заманнан тұрғыза бастаған. Олар мұндайда алдымен тұрғызылған модельдің және нақты объектінің геометриялық қатынастарын ескерді. Ал, нақты объекті мен модельдің арасындағы физикалық құблыстар мен байланыстар ескерілмеді. Осыдан кейінгі уақытта модельге сәйкес тұрғызылған нақты объектілер қирап, қайғылы жағдайларға әкеліп соқтыруына себепшісі болды. Бертін келе ғалымдар әрекетінен нақты объектімен модельдің арасындағы физикалық құблыстарды қарастыратын теория пайда болды.

Алғаш рет модельге негізделген нақты құбылысты тұрғызуда орыстың ойшылы И.П.Кулибин теорияны қолданды. Ол, модельдің бөлшегі нақты объекті өлшемімен сәйкес өзгертілу кезіндегі объектідегі бөлшектің жұмыстық жүктеме жағдайының дұрыс пропорциялы қатыныссыз өзгеретінін анықтады. Ол,қатнас төмендегідей болып анықталған: модельдіңм сызықты өлшемінің R рет өзгеруі, оның өзінің салмағы R³ – ке өзгереді. Нақты объектіден модельдің өлшемі 1/ R қатынаста болғана, ондағы кернеу өзінің салмағынан, түп нұсқадағы кернеуге қарағанда R есе кем болады.

И.П. Кулибин бұл теорияны Нева арқылы 300 метрлік арқылы өтпелі көпір жобасын тұрғызу кезінде қолданған. Көпірдің моделі нақты объектіден (тұрғызылатын көпірден) өлшемі бойынша 1/10 шамасында болып, ағаштан құрастырылған.

Мұндай теориялар техникалық қондырғылар мен инженерлік құрлыстарда, олардың алдымен моделін тұрғызу кезінде олданылады. Әрі олар техникады кеңінен қолданыс тапты. Және моделдеу деп аталатын болды. Ойлап тапқыштар (өнертапқыштар) И.П.Кулибин, А.Р.Кырылов, Д.И.Журавский және басқалары техника моделдерін шеберлікпен жасады.

Модельдік күрделі техникалық құрылғыларды, құрылыс ғимараттарын немесе олардың модельдері бірдей, кейде әртүрлі процестердің теорасын экпиремент жүргізу кезінде қолдану және олардың нәтижесін өңдеудегі зерттеу әдісі болып табылады.

Модельдеу зерттеу, эксперимент, жобалау және конструкциялау әдісі ретінде жаратылыстану, қолданбалы ғылымдарда және техникада кеңінен қолданыс тапты.

Модельдеуге деген қажеттілік көбіне зерттейтін еңбек объектісінің өзі қиындық тудырса, қымбат болса немесе көп уақыт шығынды талап еткен жағдайда туындайды. Объектінің немесе процестің алмасу сипатына байланысты тікелей модельдеу және ұқсастық әдіс болып бөлінеді.

Техникалық модельдерді топтастыру. Қазіргі кездегі техникадағы қолданатын модельдерді үш типке ажыратуға болады. Бірінші тип геометрялық (кеңестіктік) ұқсас: екінші тип-физикалық ұқсас, үшінші тип-функциональдық ұқсас;

Тікелей модельдеу үйренетін физикалық процестердің алмасуына негізделеді.

Ұқсас әдісті күрделі жүйелерді оқып үйрену кезінде қолданады, мәселе, электрлік, тірі организмдерді және басқаларды, сондай-ақ өндірістік және технологиялық процестерде.

Мұндай физикалық, химиялық, психологиялық және басқа да зерттеуге ұқсас процестер табиғи басқа процестермен алмастырылады. Зерттеу математикалық суреттемесі бар объектіге және модельге сәйкес тұрғызылған арнайы модельдерде жүргізіледі.

Мұндағы ескеретіні ұқсастық теориясы және оған негізделген модельдеу үйренетін құбылыстардың бөлшектері мен барлық жақтарын толық обсалютті түрде көрсете алмайды.

Практика жүзінде модель жасаудың үш түрлі тәсілі қолданылады: толық, жартылай толық, жуық. Толық модель жасау процесінде үйренетін құбылыстың сипаты уақытында және кеңістікке сәйкес өзгереді. Жартылай модель жасау процесі кезінде зерттейтін құбылыстың сипаты жарым жартылай болады. Жуықтап модельдеу кезінде жүйенің кейбір параметірлерінің арасы немесе кейбір параметірлері режимдерінің ұқсастығы, қатынасы сәйкес келмейді.

Ұқсас құбылыстарды физикалық табиғатына сәйкес екі түрлі ұқсастыққа бөледі: физикалық және математикалық.

Физикалық ұқсастық ұқсас құбылыстардың физикалық табиғаты бірдей кезде өмір сүреді. Бұл дегеніміз механикалық процестің тип нұсқаның модельдегі механикалық процеске сәйкес келуі қажет, электорлік процеске-электрлік және т.с.с.

Математикалық ұқсастық-техникалық құрылғылар мен модельдердің параметрлерінің сәйкестігін қарастырады.

Әдетте техникалық тапсырмаларда және физикалық ұқсастықтарға көңіл бөлінеді. Дене қозғалысының ұқсастығында кинематикалық ұқсастық туралы айтылады. Құрылғының жеке бөлшектерінің массасының ұқсастығы материялдық ұқсастық деп аталса, ал күш ұқсастығы - динамикалық деп қарастырылады. Техникалық құрылғының кинематикалық, материалдық және динамикалық ұқсастықтары механикалық ұқсастықтар деп аталады.

Модельдер материалдық және идеалды болуы мүмкін (материалдық-конструкциялық материалдарда дайындалады; идеалды-оймен елестету).

Идеалды модельге шартты графикалдық беинелеулерді айтуға болады: схемалар, сызбалар, техникалық суреттер және т.с.с.

Материалдық модель зерттеген объектінің көрінуіне, топтарға бөлінуіне байланысты.

Кеңестіктік ұқсас модель - үйренетін объектіге қатысты геометрялық ұқсастықты сипттайды. Бұлар үйлердің макеттері, поселкілер мен қалардың құрлысы, құрал-саймандармен жабдықтар, географиялық макеттер, биологиялық муляж; малекулалардың, кристалдардың және т.с.с. модельдері, құрғылардың кабинеттердегі, шеберханалардағы, цехтардағы орналасуы. Жинақтау (компоновка) - үйлестіру тәсілі.

Физикалық ұқсас модель - бұл су тұрағы (плотина), кемелер, ұшақтар, ракета, механизмдермен машина және т.б. модельдері, тірі организмнің бір түрінің биологиялық зерттеулер үшін орын алмастырылған модельдер және т.б.

Математикалық ұқсас модельдер - зерттеп отырған объектінің физикалық табиғатынан ерекшеленеді, ал зерттеп отырған объектімен модельдін ұқсастығы көрсетіледі.

Материалдық модельдерді құрушылардың ерекше тобы спортпен медицинадағы тренажерлар (машықтандыратындар). Физикалық модель мұнда нақты приборларға ұқсас (осы приборларға әсер етуі модельдеуші, басқарушы объектінің жүріс тұрысын импульске айналдырады.

Ұшқыштар үшін тренажерлар тік ұшақты (вертолет) басқарушы. Оқушы-үйренушінің барлық физикалық түйстіктерді қабылдауға әсер етеді, яғни ұшудың бағыттарына, тік ұшақтың көтерілуіне немесе төмендеуіне байланыстырылады.

«Модельдеу» (моделирование) термині сыныптан тыс жұмыстарда кеңінен қолданылып, модель жасауға ғылыми таным әдісіне тікелей қатысы жоқ әр түрлі жастағы оқушылардың сабақтағы модель дайындауға техникаға деген шығармашылық қабілетін қамтиды. Ал көпшілік үшін бұл қолданбалы техникалық спорт түрі. Оқушылардың техникалық еңбек сабағында үйірме жұмысында, үйде дайындағаны модель деп аталады. Көрнекті құралдар моделдерін құрастыруда басты зейін, олардың түр сипатының (нұсқасының) жұмыс принципіне бөленді. Мұнда сыртқы ұқсатықтарға көп көңіл бөлінбейді, яғни ішкі құрылысының қабылдануына әсер етеді. Мәселен, автомобиль моделінде қозғалтқыш ажырататын қосқыш (сцепления), беріліс қорабы, басқару рулі және т.б. болуы қажет. Спорттық модельдерді (тұрғызу) құрастыру кезінде жылдамдықтың максималды мәнге немесе үлкен жүк көтеруге т.б. көрсеткіштерін жоғарлатуға ұмтылады. Спорттық модельдер кордтық, қабырғалы, қашықтықта басқару мен еркін қозғалыстағы болуы мүмкін. Техникалық модельдерді объектіні бейнелеуіне байланысты модель көшірме және жалпы модель деп бөлуге болады.

Көшірме - модель үлгінің (түп нұсқаның) геометриялық ұқсатығын немесе физикалық маңызын білдіруі мүмкін. Олар түп нұсқаның сыртқы түрін (формасын және түсін), басым көпшілік бөлшектерін, басқару органын, қоректендіру көзі бар қозғалтқышты, сондай-ақ өзі де қозғалысқа келетін болу керек.

Жалпылама модельдің түрі түп нұсқаның сыртқы түріне келу міндетті емес. Олар негізінен машиналар мен механизмдердің, құрастыру бөлшектері кластарының (мысалы бұрындалы (винтті) беріліс, диференциял моделі) және т.б. барлық қасиеттері мен белгілерін көрсеті қажет.

Модельдер динамикалық (әрекет етуші) және статикалық (қозғалмайтын) болу мүмкін. Мазмұны бойынша модельдерді айырмашылық принципі негізінде таптастыру 1-сызбада көрсетілген.

Оқушылар модельдері сызбалар немесе түп нұсқа бойынша тікелей модельдеу мен жартылау толық немесе жуықтап ұқсастыруға негіздеп тұрғызады. Түп нұсқаның параметрлерін коэффициентпен есептеу арқылы модельдің параметрлерін анықтайды. Мәселен: модельдің сызықты өлшемдері түп нұсқаға сәйкес λ есе (азаяды) кішірейеді, яғни формула бойынша L_tn

λ

Мұнда L_m - модельдің немесе модель бөлшегінің сызықты өлшемі L_TN-түп нұсқаның немесе ұқсас бөлшектің сызықты өлшемі.

Сонымен, техникадағы қолданып жүрген модельдерді үш типке ажыратады.