Разработка педагогической системы информационно-коммуникационных технологий в подготовке будущих специалистов машиностроительного профиля

Введение

Актуальность исследования. В современных условиях перехода международного сообщества на новый уровень развития образования, когда экономика Республики Казахстан находится на подъеме, с особой остротой встает вопрос о подготовке кадров высокой квалификации, способных плодотворно работать в различных отраслях экономики, достойно конкурирующих на международном рынке труда. В условиях глобализации и углубления интеграционных процессов в мировом образовательном пространстве система профессионального образования должна своевременно реагировать на динамику позитивных перемен в мире и способствовать эффективному кадровому обеспечению для устойчивого экономического развития.

Сегодня в нашем обществе в соответствии современными требованиями развития науки и техники, введением нового классификатора специальностей остро стоит вопрос о характере подготовки специалистов машиностроительного профиля, способных осуществлять качественные изменения в сфере своей профессиональной деятельности с учетом перспективы. Это связано все с большим внедрением в производство и в социальную сферу современных информационно-коммуникационных технологий, увелечением скорости технологического развития производства, дальнейшим углублением глобальной конкуренции. В эпоху динамично меняющейся рыночной экономики сфера деятельности специалиста с профессиональном техническим образованием должна быть более широкой, менее жестко связанной с какой-либо конкретной узкой специальностью. Современный специалист-машиностроитель должен обладать не просто определенным уровнем знаний, умений и компетентности, но и постоянной готовностью к самообразованию и необходимостью непрерывного образования с целью своевременной адаптации к изменяющимся условиям производства, предвидеть и оценивать социальные и экономические последствия инженерной деятельности и в совершенстве владеть компьютерными технологиями.

Изменения в экономическом базисе общества на основе развития рыночных отношений и постепенное включение национальной экономики Республики Казахстан в мировую хозяйственную систему предполагает глубокие качественные перемены в профессиональном образовании. В изменившихся социально-экономических условиях стала проблема подготовки высококвалифицированных специалистов машиностроительного профиля, удовлетворяющих потребности работадателей и способных конкурировать с иностранными специалистами в данной отрасли производства. Поэтому современное профессиональное образование специалистов машиностроительного профиля должно соответствовать настоящим и будущим запросам экономики, своевременно реагировать на изменения рынка труда, быть конкурентоспособным, адаптированным к новым социально-экономическим условиям развития общества. Формирование знаний, умений и навыков, необходимых в профессиональной деятельности будущих специалистов машиностроительного профиля должно обеспечиваться в процессе их подготовки с учетом особенностей технологического развития общества в современных условиях, в свою очередь оказывающих влияние и на ход развития машиностроения.

Современное машиностроение характеризуется применением прогрессивных технологий автоматизации и информатизации производства. Широкое и повсеместное применение автоматизированных производственных систем, приводит к коренным изменениям не только в производстве, но и в профессиональной подготовке будущих специалистов машиностроительного профиля. Наметившийся процесс перехода машиностроительных предприятий к предприятиям, способным повысить продуктивность труда отдельного инженера, к интегрированной корпоративной среде совместной работы над изделием, внедрение в производство высокоэффективных автоматизированных технологий, обусловливают возникновение новых требований к подготовке специалистов машиностроительного профиля.

Анализ современного состояния подготовки будущих специалистов машиностроительного профиля помог определить ряд проблем, связанных с применением информационных технологий в процессе преподавания машиностроительных дисциплин, а также знания, умения и навыки, которые необходимы в их будущей профессиональной деятельности.

Теоретические разработки в области содержания образования в системе высшего профессионального образования отражены в трудах П.Р. Атутова, Б.А. Абдыкаримова, В.С. Безруковой, С.Я. Батышева, Б.С. Гершунского, Б.К. Момынбаева, А.П. Сейтешева, в системе профессионального трудового обучения - В.В. Егорова, К.Р. Исаевой, Л.А. Козяр [1].

Особенностям информатизации образования посвящены работы ведущих ученых Е.Ы. Бидайбекова, Д.М. Джусубалиевой, А.В. Ершова, В.В. Егорова, Г.К. Нургалиевой, С.Б. Нурмагамбетова [2].

Одним из направлений информатизации образования является создание систем новых форм и методов обучения, задающих контекст профессиональной деятельности в информационном обществе. Вопросы эффективного использования информационных технологий в образовании получили довольно широкое освещение в педагогической науке и практике. Педагогические основы внедрения компьтерной техники и ее использование для повышения качества учебного процесса разработаны в работах Ж.А. Караева, М.С. Малибековой, А.К. Мынбаевой, Г.О.Тажигуловой [3].

Теоретические и прикладные вопросы применения информационных и телекоммуникационных технологий раскрыты в исследованиях А.Ш. Манабаевой, Е.Е. Омарбекова, Л.Н. Солодовиченко, Л.А. Шкутиной, Г.С. Шраймановой и др [4].

Однако, можно сказать, что сегодня практически очень мало научных исследований, направленных на совершенствование подготовки будущих специалистов машиностроительного профиля с использованием информационных технологий, которая является важной составляющей специальной подготовки будущего инженера машиностроительного профиля.

В условиях жесткой конкуренции современного производства непрерывно увеличивается объем и изменяется содержание знаний, умений и навыков, которыми должны владеть современные специалисты. Во всех сферах образования ведутся поиски способов интенсификации и быстрой модернизации системы подготовки с использованием информационных технологий. Создание условий для их разработки, апробации и внедрения, поиск разумного сочетания нового с традиционным требуют решения целого комплекса учебно-методических, психолого-педагогических и других проблем.

В то же время информатизация професионнального технического образования не находит прямой поддержки и далеко не всегда имеет прямое отношение к будущей профессии подготавливаемого специалиста. Успех в применении компьютерных технологий зависит прежде всего от того, как новые информационные технологий помогут улучшить преподавание традиционных, хорошо обеспеченных методически общетехнических, общепрофессиональных и специальных дисциплин. Современное машиностроительное производство идет по пути постепенного, но неуклонного развития автоматизированного производства, и ключевой проблемой образования при этом становится подготовка кадров, способных решать задачи производства современной сложной техники с использованием информационных технологий.

В Послании Президента страны народу Казахстана «Казахстан - 2030 [5]. Процветание, безопасность и улучшение благосостояния всех казахстанцев», которое нацелено на долгосрочную Стратегию развития Казахстана до 2030 года. В Стратегии развития Казахстана перед системой образования поставлена цель - «обеспечить создание национальной системы образования и ее интеграцию в мировое образовательное пространство». Достижение этой цели обеспечивается через реализацию ряда программ и проектов по информатизации общества и образования.

Анализ исследований показывает, что существует недостаточная разработанность названной проблемы. Исходя из этого возникает необходимость в разработке и применении комплексной целенаправленной системы мер, ориентированной на решение объективно сложившегося противоречия между возросшими требованиями современного производства информационного общества к профессиональной компетентности будущего специалиста машиностроительного профиля и их недостаточным уровнем информационно-коммуникационных подготовки.

Цель исследования - теоретическое обоснование и практическая разработка педагогической системы информационно-коммуникационных технологии в подготовке будущих специалистов машиностроительного профиля с использованием информационных технологий в соответствии с требованиями современного машиностроительного производства.

В соответствии с поставленной целью необходимо решить следующие задачи исследования:

1. Выявить требования современного производства к подготовке будущих специалистов машиностроительного профиля.

. Проанализировать состояние подготовки будущих специалистов машиностроительного профиля на современном этапе.

3. Уточнить сущность понятия «информационно-коммуникационных технологии в подготовке будущих специалистов машиностроительного профиля», определить ее содержание, критерии, показатели и уровни.

4.      Разработать педагогическую систему информационно-коммуникационных технологии в подготовке будущих специалистов машиностроительного профиля с использованием информационных технологий.

5.      Экспериментально проверить эффективность предлагаемой педагогической системы информационно-коммуникационных технологии в подготовке будущих специалистов машиностроительного профиля с использованием информационных технологий.

Объект исследования - процесс подготовки специалистов машиностроительного профиля.

Предмет исследования - формирование информационно-коммуникационных знаний, умений и навыков у специалистов машиностроительного профиля с использованием информационных технологий.

1. Использование информационно-коммуникационных технологии в образовании

.1      Влияние информатизации общества на профессиональное образование

На рубеже двух веков в общественной жизни нашей страны произошли существенные изменения, связанные с формированием нового типа общественного устройства информационного общества.

Создание и послевоенные годы XX века нового научного и технического направлений и виде методов и средств сначала кибернетики, а затем и информатики существенно изменило образ мира. Теперь не столько объемы промышленного производства и темпы его роста определяют могущество и рейтинг страны в мировом сообществе, сколько ее информационные возможности. На смену ценностям характерным для индустриального общества, приходят другие, которые обуславливается информационными ресурсами государства и стратегией их включения в жизнь. Происходит скачкообразное возрастание потоков информации. Во второй половине XX столетия, и особенно в его последнее десятилетие, объемы информации в обществе росли по экспоненте. По расчетам ученых, они удваивались каждые 12 месяцев - против 50 лет во времена К. Маркса. Существуют и интегральные исторические оценки. С начала нашей эры первое удвоение знаний в обществе произошло к 1750 году. Второе - к началу XX века, третье - к 1950 году. С этого рубежа объем знаний человечества удваивался каждые 10 лет, с 1970 года - каждые 5 лет, а с 1991 года - ежегодно. В итоге интеллектуальные ресурсы к началу ХХIвека увеличились более чем в 250 тыс. раз.

Таким образом, в конце XX - начале XXI веков информация превращается в такой предмет человеческого труда. Если в предшествующий период, по крайней мере, в начале минувшего столетия, преобразованию подверглись в основном вещественные, энергетические процессы, а информационные выполняли вспомогательную обслуживающую роль, то в наши дни центр тяжести сместился в сторону информации. По этому формирование информационного общества - это необходимый процесс, поскольку сегодня в ведении человечества нет другого ресурса кроме, информации, который послужил бы в роли уникального рычага его преобразования. Информационное общество - это целесообразно организованный ответ человечества на вызов современной эпохи. Понятие информационное общество» появилось во второй половине 1960-х годов. Наряду с этим понятием использовались такие термины, как «технотронное общества, «общество знания» «постиндустриальное общество». Представление на информационном обществе связано также с концепцией «трех волн» О. Тоффлера.

Термин «информационное общество» был использован в Японии в 1966 г. в докладе группы по научным, техническим и экономическим исследованиям, в котором утверждалось, что информационное общество представляет собой общество, в котором имеется в изобилии высокая по качеству информация, а также есть все необходимые средства ее распределения.

Т. Стоуньер утверждал, что информацию, подобно капиталу, можно накапливать и хранить для будущего использования. В постиндустриальном обществе национальные информационные ресурсы - самый большой потенциальный источник богатства. В связи с этим необходимо развивать новую отрасль экономики - информационную экономику

Постиндустриальная экономика - это экономика, в которой промышленность по показателям занятости и своей доли в национальном продукте уступает место сфере услуг, а сфера услуг есть преимущественно обработка информации.

Д. Белл писал, что роль сельского хозяйства и промышленности будет неуклонно падать при возрастании значения и расширении сферы информационной индустрии. Революция в организации и обработке информации и знаний, в которой центральную роль играет компьютер, развертывается одновременно со становлением постиндустриального общества. Три аспекта пост индустриального общества особенно важны для понимания телекоммуникационной революции: переход от индустриального к сервисному обществу; решающее значение кодифицированного теоретического знания для осуществления технологических инноваций; превращение новой «интеллектуальной технологии» в ключевой инструмент системного анализа и теории принятия решений.

Начиная с 1970-х годов, наблюдается тенденция бурного использования информационных и телекоммуникационных технологий в странах всего мира. Так, в 1978 г. во Франции был подготовлен доклад о воздействии новых информационных технологий на французское общество. Его отличительная черта - стремление понять социально-экономическую, политическую, культурную стороны процессов внедрения новых информационных технологий, «телематики» (термин, обозначающий единство компьютера и телекоммуникаций), предложить единое, видение информатизации для последующего определения места и роли государства в этом процессе. Основной вывод данного доклада: важнейшим следствием внедрения информационных технологий является повышение производительности труда при обработке данных.

В 1987 г. Европейская Комиссия выпустила Зеленую книгу по телекоммуникациям, в которой утверждалось, что телекоммуникационные сети составляют нервную систему современной экономической и социальной жизни.

В 1988 г. Национальная администрация США по телекоммуникациям и информации опубликовала свой доклад - «МТ1А Те1есот 2000 герой», в котором подчеркивалось, что телекоммуникационная и информационная инфраструктуры жизненно важны для поддержания дееспособности американской и мировой экономики.

В 1993 г. вице президент США А. Гор использовал понятие «информационная супермагистраль». В следующем году на конференции Международного союза связи он уже говорил о Глобальной информационной инфраструктуре.

Информационное общество в американской Национальной информационной инфраструктуре определяется как общество, в котором:

- лучшие школы, учителя и курсы становятся доступными всем обучающимся вне зависимости от географических условий, расстояния, ресурсов и трудоспособности;

огромный потенциал искусства, литературы и науки становится доступен не только в больших организациях, библиотеках, музеях;

  услуги здравоохранения и социальные услуги становятся доступными в интерактивном режиме каждому своевременно и в необходимом месте;

  у каждого имеется шанс жить в разных местах без потери возможности полноценно работать в офисе через электронные магистрали;

  небольшие фирмы могут получать заказы со всего мира электроннымобразом;

- каждый может смотреть последние фильмы, обращаться в банк, магазин из своего дома;

  каждый может получать государственную информацию прямо или через местные библиотеки, легко вступать в контакты с государственными служащими;

  государственные, деловые структуры могут обмениваться информацией электронным путем, снижая объем бумажной работы и улучшая качество услуг.

Отечественные ученые, занимающиеся проблемами информационного общества предлагают следующие определения, которые, по сути, близки друг к другу.

Так по определению А.И. Ракитова, «информационное общество - это общество где все средства информационной технологии, т.е. компьютеры, интегрировании системы, кабельная, спутниковая и другая связь, видеоустройства, программное обеспечение, научные исследования, нацелены на то, чтобы сделать информацию общедоступной и активно внедряемой в производство и жизнь».

По его мнению, основными критериями информационного общества являются количество и качество имеющейся в обращении информации, ее эффективная передача переработки. Дополнительным критерием является доступность информации для каждого, благодаря относительной ее дешевизне. Это означает, что огромная масса трудящихся переключается из сферы производства промышленной и сельскохозяйственной продукции в сферу производства и распространения информации.

Кроме того, А.И. Ракитов полагает, что общество является информационным, если ее обществе производится, функционирует и доступна любому индивиду современная информационная технология, которая обеспечивает своевременный доступ к любой информации».

А.Н. Лаврухин считает, что основой формирования информационного общества является развитие вычислительной и информационной техники, в условиях, когда:

информация приобретает глобальный характер;

на движение информационных потоков уже не оказывают существенного влияния государственные границы и различные барьеры;

в конечном счете, попытки ограничить свободное распространение информации наносит вред стороне стремящейся внести такого рода ограничения;

- значительно выросли возможности сбора, обработки, хранения, передачи информации, доступа к ней;

растет влияние информации на развитие различных сфер человеческой деятельности;

- углубляется процесс децентрализации общества;

происходит переход к новым формам занятости;

- идёт процесс формирования новых трудовых ресурсов за счет увеличения количества занятых в информационной индустрии.

По мнению И.Н. Курносова, в информационном обществе:

преобладают удаленные коммуникации;

-        дистанционная работа и досуг;

  формируются новые отношения между людьми в процессе производства и общественной деятельности;

  труд большей части людей становится по характеру информационным;

  осуществляется развитие интерактивных информационнотелекоммуникационных технологий, глобальных компьютерных сетей, комплексной обработки информации;

  представляются новые коммуникационные возможности для взаимодействия и выражения политической воли общества и социальных групп;

  возрастает роль стран с мощным информационным потенциалом. О.А. Финько и Ю.М. Нестеров описывают информационное общество как общество, в котором:

  персональный компьютер, подключенный к трансграничным информационным сетям, входит в каждый дом;

  каждый член общества имеет возможность своевременно получать с помощью трансграничных информационных сетей полную и достоверную информацию любого вида и назначения из любого государства, находясь при этом практически в любой точке географического пространства;

  представляется возможность оперативной коммуникации как каждого члена общества с каждым, так и государственными и общественными структурами вне зависимости от места нахождения на земном шаре;

  трансформируется деятельность СМИ по формам создания и распространения информации, стыкуясь технологически с информационными компьютерными сетями;

  появляются новые формы деятельности с использованием информационных сетей, работа, творчество, воспитание и образование, медицина.

  Г. Л. Смолян и Д. С. Черешкин к основным признакам информационного общества относят;

формирование единого мирового информационного пространства и углубление процессов информационной и экономической интеграции стран и народов;

становление и, в последующем, доминирование в экономике стран, наиболее далеко продвинувшихся на пути к информационному обществу, новых технологических укладов, базирующихся на массовом использовании сетевых информационных технологий, перспективных средств вычислительной техники и телекоммуникаций;

- создание рынка информации и знаний как факторов производства в дополнения к рынкам природных ресурсов труда и капитала и переход информационных ресурсов общества в реальные ресурсы социально-экономического развития за счет расширения доступа к ним;

- возрастание роли инфраструктуры (телекоммуникационной, транспортной, организационной) в системе общественного производства и усиление тенденций к совместному функционированию в экономике информационных и денежных потоков;

  фактическое удовлетворение потребностей общества в информационных продуктах и услугах;

повышение уровня образования за счет расширения возможностей систем информационного обмена на международном, национальном и региональном уровнях и, соответственно, повышение роли квалификации, профессионализма и способностей к творчеству как важнейших характеристик услуг труда;

  повышение значимости проблем обеспечения информационной безопасности личности, общества и государства и создание эффективной системы обеспечения права граждан и социальных институтов на свободное получение, распространения использование информации.

Таким образом, анализируя вышеприведенные признаки и определения информационного общества, можно сделать вывод, что неотъемлемым фактором развития цивилизованных отношений и становления информационного общества является повсеместное внедрение информационно-телекоммуникационных (сетевых) технологий, в том числе в сферу образования. Нужно отметить, что переход к обучению с применением информационно-телекоммуникационных технологий рассматривается в настоящее время как ключевое направление развития образования, способствующее совершенствованию образовательного процесса.

И. С. Мелюхин отмечает, что глобальное информационное общество формирует локально, в разных странах этот процесс идет с различной интенсивностью особенностями [6]. Информационные общества имеют три главных характеристики. Во-первых, информация используется как экономический ресурс. Организации используют информацию во все больших масштабах с целью повысить эффективность, стимулировать инновации, укрепить конкурентоспособность. Во-вторых, информация становится предметом массового потребления у населения. В- третьих, происходит интенсивное формирование информационного сектора экономики, который растет более быстрыми темпами, чем остальные отрасли. рПричем движение к информационному обществу - общая тенденция для развитых и развивающихся стран.

«Развитие информатизации, расширение применения новых информационно телекоммуникационных технологий, бурный рост использования глобальных компьютерных сетей, электронных СМИ, баз данных и т.п. - все это свидетельствует о том, что у нас (в России, странах СНГ) формируется информационное общество», такой вывод делает И.Н. Курносов согласно проведенным им научным исследованиям.

Таким образом, обобщив мнения, определить понятие «информационного общества» можно, как минимум, тремя способами.

Во-первых, перечислить характеристики, которые присущи этому типу общества: созданы значительные информационные ресурсы; производство, хранение, распространение и передача как аудиовизуальной продукции, так и деловой и развлекательной информации становится важнейшей частью экономики; сформировалась информационная индустрия, которая включила в себя компьютерную и телекоммуникационную промышленность, разработчиков аудиовизуального содержания и программного обеспечения, производителей элементной базы и бытовой электроники, мультимедийную промышленность и т.п.; граждане имеют технические и правовые возможности доступа к разнообразным источникам информации. Список этих характеристик можно продолжать в зависимости от глубины постижения сути информационного общества.

Во-вторых, можно пойти от «абстрактного к конкретному», указав, что информационное общество - это следующая ступень в историческом развитии человечества по цепи «аграрное - индустриальное - постиндустриальное» общество, увязать становление информационного общества с реализацией концепции устойчивого развития или с воплощением идей Вернадского о развитии ноосферы.

Возможен и третий, компромиссный вариант, типа: «информационное общество - это следующая ступень или стадия развития человечества, на котором доминирующим объектом производства потребления становятся информационные товары и услуги». Конечно, это не означает, что традиционные предметы потребления, производимые промышленностью и сельским хозяйством, теряют для человека свою актуальность, просто в процессе производства, и в объеме потребляемых товаров и услуг доля «информационно-ёмких» операций и продуктов преобладает.

При создании концепций информационного общества, как правило, используется комплексный подход, основанный на формировании баланса интересов государства, общества, предпринимательских кругов, личности. Подобные концепции разработаны и реализуются в США, Великобритании, Канаде, Финляндии, Франции, Японии, Италии, ФРГ, Дании. К их описанию можно получить доступ через Интернет на сервере Европейской Комиссии в рамках проекта Глобальный инвенторий, на котором представлен большой массив информации, относящейся к мировым процессам в области создания информационного общества.

Основываясь на анализе упомянутых зарубежных и отечественных источников, можно сделать вывод, что каждая страна, конечно, разрабатывает концепцию вхождения в информационное общество, исходя из своих собственных конкретных условий - развитости телекоммуникационной инфраструктуры, индустрии создания, обработки информации, законодательной базы и т.п. Однако исследование различных программ и концепций позволяет выявить инвариантные свойства, которые и составляют ядро любой концепции информационного общества.

В основе концепции лежит предпосылка, что формирование информационного общества происходит под воздействием нового поколения информационно-телекоммуникационных (сетевых) технологий в сочетании с глобализацией рынков и конкуренцией как внутри страны, так и на международной арене. Однако для гармоничного вхождения в информационное общество необходимы координирующие и направляющие усилия со стороны государства как органа, выражающего интересы всего общества.

По мнению А. Елякова, фундаментальными признаками информационного общества являются формирование: единого мирового информационного пространства, новой интеллектуальной технологии и высокого уровня образованности работников. Рассмотрим содержание выделенных признаков [7]:

формирование единого мирового информационного пространства. Всякий субъект (человек, группа и т.д.) в любое время и в любом месте может получить за плату или бесплатно любую информацию по интересующему его личному или общественно значимому вопросу. В обществе производится и функционирует необходимая для работы информационная технология. Имеется развернутая инфраструктура, позволяющая создавать и развивать гигантский комплекс информационных ресурсов, обеспечивающая динамическое развитие общества, производство всех видов информации, и в первую очередь научную. С быстрым ростом телекоммуникаций, компьютеров и компьютерных терминалов и значительным уменьшением стоимости компьютерных операций, стремительным увеличением сети хранилищ, банков данных проблема синтезирования различных средств, методов и путей передачи информации в глобальном масштабе приобретает реальный характер;

формирование новой интеллектуальной технологии. С помощью новейших математических методов, основанных на компьютерном линейном программировании, можно использовать моделирование, разработку сценариев, системный анализ, управленческие разработки для выявления оптимальных способов разрешения социальных, экономических, инженерных, медицинских и педагогических проблем;

формирование высокого уровня образованности работников. На этой базе возрастает престиж квалифицированности, компетентности и профессионализма, а главное - творческой активности людей. Обучение приобретает статус непрерывности. Это придает совершенно иное значение информации как определяющей категории в экономическом развитии. Информация и знания выходят на первое место в системе общественных ценностей, а их приобретение становится основной задачей общества.

Таким образом, информатизация представляет собой объективный процесс возрастания роли информационных ресурсов, прогрессивно нарастающего использования информационной техники в целях обработки, накопления, хранения и распространения информации и особенно знаний. По мнению многих ученых технологическими основаниями информационного общества являются телекоммуникационные и информационные технологии, которые стали лидерами социального прогресса, неотъемлемым элементом любых современных технологий. Эти технологии порождают экономический рост, создают условия для свободного обращения в обществе больших массивов информации и знаний, приводят к существенным социально-экономическим преобразованиям и, в конечном счете, к становлению информационного общества.

В то же время уровень развития и использования современных технологий определяется не только развитием материальной базы страны, но и уровнем интеллектуализации общества, его способностью производить, усваивать и применять новые знания. Все это тесным образом связано с уровнем развития образования в стране и с проблемами информатизации образовательной структуры. Поэтому качество и содержание образования непосредственно влияет на развитие информационного общества.

Если обратиться к международному опыту, то можно заметить, что высокоразвитые государства, прежде чем достигнуть высокого уровня своего развития в первую очередь, решали вопросы образования в соответствии с требованиями времени. В этих государствах и сейчас наблюдается активный поиск новых путей повышения качества обучения посредством применения новейших информационных технологий, к которым относятся электронные средства для работы с информацией.

Говоря об информационной технологии, в одних случаях подразумевают определенное научное направление, в других - конкретный способ работы с информацией: это и совокупность знаний о способах и средствах работы с информационными ресурсами, и способ, и средство сбора, обработки и передачи информации с помощью электронных средств для получения новых сведений об изучаемом объекте.

Мы будем руководствоваться последним определением.

Информационные технологии всегда были неотъемлемой частью педагогического процесса, так как он всегда сопровождается обменом информацией между педагогом и обучаемым. Но с появлением возможности использования электронно-вычислительных машин в образовательном процессе сам термин «информационные технологии» приобрел новое звучание, так как стал ассоциироваться исключительно с применением компьютерной техники. Таким образом, появился новый термин «информационная технология обучения». В контексте образования мы разделяем мнение И. Г. Захаровой и понимаем его как - педагогическую технологию, использующую специальные способы, программные и технические средства (кино, аудио и видео средства, компьютеры, телекоммуникационные сети) для работы с информацией [8].

Информационные технологии обучения выступают как приложение, используемое для создания новых возможностей передачи знаний (деятельности педагога), восприятия знаний (деятельности обучаемого), оценки качества обучения и, безусловно, всестороннего развития личности обучаемого в ходе учебно-воспитательного процесса. Эти технологии создают предпосылки для интенсификации образовательного процесса: незамедлительная обратная связь; компьютерная визуализация учебной информации; архивное хранение достаточно больших объемов информации с возможностью легкого доступа пользователя к центральному банку данных; автоматизация процессов вычислительной, информационно-поисковой деятельности, а также обработки результатов учебного эксперимента; автоматизация процессов управления учебной деятельности и контроля результатов управления.

Реализация отмеченных возможностей информационных технологий позволяет организовать новые виды учебной деятельности, такие как:

интерактивный диалог - взаимодействие пользователя с компьютером в отличие от диалогового, предполагающего обмен текстовыми командами (запросами) и ответами (приглашениями), реализацией интенсивного диалога (например, возможность задавать вопросы в произвольной форме, с использованием «ключевого» слова, в форме с ограниченным набором символов);

управление реальными объектами;

управление отображенными на экране моделями различных объектов, явлений, процессов;

автоматизированный контроль (самоконтроль) результатов учебной деятельности, коррекция по результатам контроля, тренировка, тестирование.

Организация вышеперечисленных видов учебной деятельности в свою очередь позволяет, во-первых, создавать методики, ориентированные на развитие мышления; во-вторых, развивать коммуникативные способности и эффективно формировать такие важные для современного человека умения, как умения принимать оптимальное решение или предлагать варианты решения в сложной ситуации.

В мировой практике есть много примеров успешного использования информационных технологий в образовании, а также действующих программ и проекта, дающих положительные результаты обучения. Начиная с 60-х гг. XX в., в научных центрах и учебных заведениях США, Канады, Западной Европы, Австралии, Японии и ряда других стран было разработано большое количество специализированных компьютерных систем именно для нужд образования, ориентированных на поддержку разных сторон учебно-воспитательного процесса. То есть осуществлялся процесс информатизации образования, который позволил индивидуализировать, интенсифицировать процесс обучения, стимулировать активность обучаемого, увеличить скорость знакомства учащихся и обучающихся с материалом, реализовать социальный заказ, обусловленный информатизацией общества. Все это способствует прогрессу, позволяет государству подняться на самый высокий уровень развития, войти в число сильнейших стран мира.

На этом международном фоне анализ казахстанского образования показывает удовлетворительный уровень его информатизации. Это объясняется тем, что на данный момент созданы все условия для формирования основы, предопределяющей все стороны последствий обновления и совершенствования образовательной структуры с учетом общественных изменений.

В 1991 году была создана «Концепция информатизации Республики Казахстан», в которой дан анализ состояния инфраструктуры республики и выдвинута цель - информатизация всей страны. Ее решение состояло в создании высокоорганизованной информационной инфраструктуры, которая должна была способствовать значительному подъему эффективности общественного производства, повышению интеллектуального и культурного потенциала, качества и уровня жизни всего населения страны.

В соответствии с Концепцией общая модель информатизации республики включила в себя такие составляющие, как новая информационная среда и новые информационные технологии. При этом под новой информационной средой понимается «совокупность информационных ресурсов, средств вычислительной техники и средств передачи данных, которые обеспечивают информационное обслуживание всех сфер деятельности общества», а новые информационные технологии представляют собой «комплекс методов и средств, обеспечивающих целостную технологию сбора, передачи, обработки, хранения и предоставления информации с учетом основных закономерностей развития информационной среды».

Проекция данной модели информатизации РК на систему образования затронула все уровни и главные направления ее деятельности: обучение и воспитание, научные исследования и управление образовательной системой.

В рамках информатизации системы образования Министерством образовании и науки РК (МОН РК) решаются следующие основные задачи:

информатизация процесса обучения и воспитания: переход от дисциплинарной к системной модели содержания образования и обеспечение индивидуума равной возможности получения образования посредством широких разработок и внедрения научно-методического и учебно-методического обеспечения для обучения новым информационным технологиям;

создание современной информационной среды системы образования: обеспечение взаимосвязи и взаимодействия информационных технологий и образовательных учреждений в многоуровневом процессе образования, разработка научных основ управления учебным процессом и создание распределенных баз данных по различным учебным дисциплинам;

информационная интеграция системы образования Казахстана в мировую образовательную систему: совместная разработка международных образовательных стандартов образования, обеспечение функционального наполнения международных информационных связей, организация международного обмена опытом Использования новых информационных технологий в образовании.

Осознание решающей роли, которую призвана сыграть информатизация в Обновлении нового облика страны, нашло отражение в Законе Республики Казахстан «Об образовании».

С целью реализации информатизации образовательной структуры МОН РК исходит из того, что необходимо создать техническую и методическую базы информационных технологий, тем самым, обеспечивая большие перспективы для системы профессионального образования.

1.2 Информационно-коммуникационных технологии и основные направления их внедрения в процесс профессионального обучения

Использование в обучении информационных и коммуникационных технологий позволяет:

-  развивать у обучающихся навыки исследовательской деятельности, творческие способности;

-       усилить мотивацию учения;

-       сформировать у студентов умение работать с информацией, развить коммуникативные способности;

-       активно вовлекать обучающихся в учебный процесс;

-       качественно изменить контроль за деятельностью обучающихся;

-       приобщение студента к достижениям информационного общества.

-       использовать знания в области профессиональной деятельности

Процесс обучения станет наиболее эффективным, если наряду с устной и письменной речью будет использован потенциал компьютера. Поэтому наглядный материал, технические средства обучения, мультимедиа системы и проекционное оборудование позволяют задействовать все каналы восприятия учебной информации (визуальный, кинетический, аудиальный), и это, несомненно, повышает качество усвоения учебного материала, т.к. прежде всего, влияют на начальный этап процесса усвоения знаний - этап ощущения и восприятия. Полученные с помощью экранно-звуковых образов знания обеспечивают в дальнейшем переход к более высокой ступени познания - понятиям и теоретическим выводам.

Таким образом, информационно-коммуникативные технологии могут существенно повысить эффективность образовательного процесса, решить стоящие перед образовательным учреждением задачи воспитания всесторонне развитой, творчески свободной личности.

Информационно-коммуникационных технологий могут быть использованы на всех этапах урока:

) При объяснении нового материала:

-  презентации

-       информационные Интернет - сайты

-       информационные ресурсы на дисках

2) При отработке и закреплении навыков:

-  компьютерные обучающие программы;

-       компьютерные тренажеры;

-       ребусы;

-       компьютерные игры;

-       печатный раздаточный материал (карточки, задания, схемы, таблицы, кроссворды без автоматической обработки результатов) - (цифровые таблицы);

-       печатный иллюстративный материал.

3) На этапе контроля знаний:

-  компьютерные тесты (открытые, закрытые);

-       кроссворды (с автоматической обработкой результата).

4) На этапе самостоятельной работы обучающихся

-  цифровые энциклопедии;

-       словари;

-       справочники;

-       таблицы;

-       шаблоны;

-       электронные учебники;

-       интегрированные задания.

5) Для исследовательской деятельности обучающихся:

-  цифровые естественнонаучные лаборатории;

-       Интернет.

Что дают такие уроки обучающимся?

1)      С удовольствием посещать предмет.

2)      За счёт повышенного интереса, существенно повышать качество знаний.

)        При помощи яркого наглядного материала, легко воспринимать даже самый трудный материал.

)        Желание учиться ради познания, а не ради оценки.

)        Анализировать, сопоставлять события, действия, строить свои личные предположения и догадки на основе полученных знаний.

Что дают такие уроки учителю?

1)      Более ярко и образно проводить каждый урок, шире раскрывать каждую, даже самую сложную тему.

2)      Использовать разнообразную наглядность (рисунки, фотографии, картины, схемы, тесты, тексты, музыку), которую трудоёмко использовать обычным путём.

)        Повысить качество обучения за счёт живого интереса к предмету.

)        Подготовить учащихся начального звена к переходу на практику используя свои знания и умения.

Итак, с применением информационно-коммуникационных технологий на уроках, учебный процесс направлен на развитие логического и критического мышления, воображения, самостоятельности. Учащиеся заинтересованы, приобщены к творческому поиску; активизирована мыслительная деятельность каждого. Процесс становится не скучным, однообразным, и творческим. А эмоциональный фон урока становится более благоприятным, что очень важно для учебной деятельности.

Но не стоит безмерно увлекаться компьютерными ресурсами. Ведь непродуманное применение компьютера влияет на здоровье человека.

Надо всегда помнить, что информационно-коммуникационных технологий - это не цель, а средство обучения. Компьютеризация должна касаться лишь той части учебного процесса, где она действительно необходима.

Внедрение информационно-коммуникационных технологий осуществляется по направлениям:

1)      Создание презентаций к урокам;

2)      Работа с ресурсами Интернет;

)        Использование готовых обучающих программ;

)        Разработка и использование собственных авторских программ.

Создание презентаций к урокам.

Одной из наиболее удачных форм подготовки и представления учебного материала к урокам можно назвать создание мультимедийных презентаций.

“Презентация” - переводится с английского как “представление”. Мультимедийные презентации - это удобный и эффектный способ представления информации с помощью компьютерных программ. Он сочетает в себе динамику, звук и изображение, т.е. те факторы, которые наиболее долго удерживают внимание.

Учеными доказано, что человек запоминает 20% услышанного и 30% увиденного, и более 50% того, что он видит и слышит одновременно. Таким образом, облегчение процесса восприятия и запоминания информации с помощью ярких образов - это основа любой современной презентации.

Более того, презентация дает возможность преподавателю самостоятельно скомпоновать учебный материал исходя из особенностей конкретной темы, предмета, что позволяет построить урок так, чтобы добиться максимального учебного эффекта.

Вывод: Использование презентаций на уроках позволяет учителю:

-  наглядно представлять материал;

-       интенсифицировать процесс объяснения нового материала;

-       регулировать объем и скорость выводимой информации посредством анимации;

-       повышать познавательную активность обучающихся.

Работа на интерактивной доске.

Использование интерактивных технологий становится привычным явлением в образовании. Интерактивное оборудование, такое как интерактивные доски, создают устойчивую мотивацию обучающихся к получению знаний и помогают творчески решать учебные задачи, тем самым, развивая образное мышление обучающихся. С помощью интерактивной доски можно демонстрировать презентации, создавать модели, активно вовлекать обучающихся в процесс освоения материала, улучшать темп и течение занятия. Электронная доска помогает преодолеть страх и стеснение у доски, легко вовлекать их в учебный процесс. За счет большой наглядности, использование интерактивной доски позволяет привлечь внимание к процессу обучения, повышает мотивацию. Все, что есть на компьютере, демонстрируется и на интерактивной доске. На ней можно передвигать объекты и надписи, добавлять комментарии к текстам, рисункам и диаграммам, выделять ключевые области и добавлять цвета. У преподавателя появилась возможность моделировать свой урок вместе с учениками в режиме мозгового штурма, демонстрировать учебный материал, делать письменные комментарии поверх изображения на экране, записывать идеи обучающихся и таким образом создавать вместе с обучающимися общий конспект с учебным материалом. При этом написанное на интерактивной доске может передаваться обучающимся, сохраняться на магнитных носителях, распечатываться, посылаться по электронной почте.

Так же на уроках возможен выход в Интернет, где обучающиеся могут самостоятельно получить новую информацию. Во время работы на интерактивных досках, улучшается концентрация внимания обучающихся, быстрее усваивается учебный материал, и в результате повышается успеваемость каждого из учеников, что качественно повышает уровень современного образования.

Используя интерактивную доску, преподаватель не только может показать и прокомментировать живопись и графику, но и создавать свой рисунок.

Преимущества работы с интерактивными досками для преподавателей:

-  Позволяет преподавателям объяснять новый материал из центра, работать в большой аудитории;

-       Поощряет импровизацию и гибкость, позволяя рисовать и делать записи поверх любых приложений;

-       Позволяет сохранять и распечатывать изображения на доске, включая любые записи, сделанные во время занятия, не затрачивая при этом много времени и сил и упрощая проверку усвоенного материала;

-       Позволяет учителям делиться материалами друг с другом и вновь использовать их;

-       Вдохновляет преподавателей на поиск новых подходов к обучению, стимулирует профессиональный рост.

-       Преимущества для обучающихся:

-       Делает занятия интересными и развивает мотивацию;

-       Предоставляет больше возможностей для участия в коллективной работе, развития личных и социальных навыков;

-       Обучающиеся легче воспринимают и усваивают сложные вопросы в результате более ясной, эффективной и динамичной подачи материала;

-       Позволяет использовать различные стили обучения, преподаватели могут обращаться к всевозможным ресурсам, приспосабливаясь к определенным потребностям;

-       Обучающиеся начинают работать более творчески и становятся уверенными в себе.

При работе с интерактивной доской возникают некоторые трудности:

-  Наличие чисто технических проблем. При скачках напряжения, или отказе доски по неизвестной причине не все учителя сумеют найти верное решение проблемы.

-       Временные затраты на подготовку урока очень велики.

-       Необходимость временного ограничения работы с интерактивной доской на уроке из-за необходимости соблюдать санитарные нормы.

Несмотря на все сложности, которые учитель в состоянии решить, новые технологии открывают учителю более широкие возможности для творчества.

Использование различных обучающих программ

На своих уроках использую готовые программные продукты на компакт-дисках.

Основной проблемой, с которой сталкивается учитель при подготовке уроков, является поиск материалов. Источниками демонстрационных материалов могут служить имеющиеся в продаже мультимедийные диски.

Использование ресурсов Интернет

Интернет - новое информационное явление. Глобальная компьютерная сеть для образовательного процесса - мощный инструмент, который должен органично вписаться и в предметы образовательных областей.

Работа с сетью Интернет развивает уверенность, позволяет чувствовать себя частью большого реального мира, подстегивает любознательность, развивает коммуникативные качества, создает элемент соревновательности, позволяет разнообразить виды деятельности на уроке.

Часто картинки из сети Интернет становятся единственным источником того, чтобы учащиеся увидели работы автора, фотографии, чертежи мастера, эскизы деталей. Это становится ярким наглядным пособием и источником вдохновения на уроках.

Интернет:

-  Расширяет виды учебной деятельности обучающихся (поиск и обработка информации по предмету из Интернета);

-       Предоставляет возможности для профессионального творческого общения и оперативного обмена информацией;

-       Дает возможности для профессионального роста;

-       Открывает творческие возможности для учителя по подбору и использованию дидактического материала;

-       Позволяет использовать на уроке современные технические средства, увлекательные для учащихся.

1.3 Психолого-педагогические особенности использования информационно-коммуникационных технологий в образовательном процессе

Развитие деятельности человека обусловливается изменением того или иного ее структурного компонента: предмета, цели, содержания деятельности, системы действий, обеспечивающих достижение цели, средств выполнения этих действий. При этом изменение происходит не в каком-либо отдельно взятом звене, а во всей структуре деятельности. В результате преобразуются традиционные и возникают новые формы человеческой деятельности в сфере труда, познания и коммуникации. Современные средства информационно-коммуникационных технологий стали новым средством, орудием человеческой деятельности.

Использование средств информационно-коммуникационных технологий в качестве инструмента означает появление новых форм мыслительной, мнемической, творческой деятельности, что можно рассматривать как историческое развитие психических процессов человека и продолжить разработку принципов исторического развития деятельности применительно к условиям перехода к постиндустриальному обществу. Усвоение знаний предполагает овладение системой обобщений, составляющих основное содержание знаний. Л.С. Выготский отмечал, что "Обобщение есть выключение из наглядных структур и включение в мыслительные структуры, в смысловые структуры. Подлинное усвоение основ наук невозможно, если обобщения, обладая чувственным наглядным характером, остаются неосознанными, слитыми с предметом и действием; оно невозможно и тогда, когда обобщения, оторвавшись от действительности, которую они отражают, абсолютизируются в сознании. Для полного и сознательного усвоения нужно уметь не только увидеть общее в единичном, но и единичное, и конкретное в общем” [9].

Трудность реформирования образования заключается в том, что нельзя просто добавить существующие средства информационно-коммуникационных технологий к существующей дидактической системе и надеяться, что революция в образовании произойдет сама по себе. Необходимо, как пишут английские ученые, осуществить интеграцию информационно-коммуникационных технологий - с инфраструктурой образования с учетом исторических, психологических и философских аспектов проблемы, опираться на определенные теоретические концепции учебного процесса.

Природа средств информационно-коммуникационных технологий вполне определенным образом влияет на формирование и развитие психических структур человека, в том числе мышления. Печатный текст, до последнего времени являвшийся основным источником информации, строится на принципе абстрагирования содержания от действительности и организуется как последовательность фраз в порядке чтения слева направо, что формирует навыки мыслительной деятельности, обладающей структурой, аналогичной структуре печатного текста, которой свойственны такие особенности, как линейность, последовательность, аналитичность, иерархичность.

Другие средства массовой коммуникации - фотография, кино, радио, телевидение - имеют структуру, значительно отличающуюся от структуры печати. Образы и звуки не направляют ход мыслей слушателя или зрителя от одного объекта к другому с промежуточными выводами, как при восприятии печатной информации. Вместо этого они создают модели узнавания, обращены к чувственной стороне субъекта.

Подобно тому, как печатные материалы и технические средства массовой коммуникации привели к гигантскому расширению возможностей человеческого познания, фиксации и передачи опыта, компьютер увеличивает потенциал человеческого мышления, вызывает определенные изменения в структуре мыслительной деятельности. В обучающей среде, созданной информационно-коммуникационных технологий, основными являются процессы организации и интерпретации информации. Она может быть закодирована и представлена на экране дисплея в виде математических символов, таблиц, графиков и диаграмм, изображения процессов, дополняемых звуком, цветным изображением и т.п.

Обучающая среда, по утверждению Б.С. Гершунского, формирует такие характеристики мышления, как склонность к экспериментированию, гибкость, связность, структурность. Эти характеристики соответствуют познавательным процессам, связанным с творческой деятельностью и решением проблем. Так, понимание сущности явлений и тактика решения проблем описываются как способность воспринимать по-новому кажущиеся очевидными факты, находить способ соединения не связанных, на первый взгляд, вещей, устанавливать оригинальные связи между новой и старой информацией.

По мнению Г.К. Селевко, условия обучения, создаваемые информационно-коммуникационных технологий, должны способствовать развитию мышления обучающегося, ориентировать его на поиск очевидных и неочевидных системных связей и закономерностей. Компьютер является мощным средством оказания помощи в понимании многих явлений и закономерностей, однако, нужно помнить, что он неизбежно порабощает ум, располагающий в результате лишь набором заученных фактов и навыков. Простое сообщение знаний, овладение языком программирования, само умение программировать являются лишь первым шагом на пути реализации его возможностей. Действительно эффективным можно считать лишь обучение, при котором студентам прививаются навыки мышления, причем мышления нового типа, определенным образом отличающегося от мышления, сформировавшегося на основе оперирования печатной информацией, пользования средствами массовой коммуникации [10].

Таким образом, в связи с использованием информационно-коммуникационных технологий пересмотру подвергаются представления не только о мышлении; но и о других психических функциях: восприятии, памяти, представлениях, эмоциях и др. Перед психологами и педагогами встают задачи концептуального описания развития человеческой деятельности и психических функций человека в условиях широкой информатизации всех отраслей знания и использования средств информационно-коммуникационных технологий в образовательном процессе.

1.4 Принципы информационных технологии обучения

На всем протяжении функционирования и развития образования прогрессивные педагоги выделяли внутри учебно-воспитательного процесса основные положения, правила, своего рода требования, которые, повторяясь и варьируясь, влиялина продуктивность этого процесса. Причем осознанная опора на них способствовала повышению его продуктивности.

С течением времени, по мере развития общества, общественных отношений и педагогики, обнаруженные связи между различными частями учебно-воспитательного процесса, правила, ведущие идеи приобрели статус самостоятельных дидактических категорий и выделились в особый раздел дидактики. Начало этому научному процессу было положено Я. А. Коменским, продолжено И. Песталоцци, Ф. Дистервегом, другими учеными. Особенно активно шел этот процесс в XX в. Сначала педагогической наукой были сформулированы и обоснованы закономерности и принципы обучения в средней школе, затем в вузе. Закономерности и принципы обучения - категории не умозрительны. Они возникли из образовательной практики, и претерпевают изменения по мере изменения сущности и целевой направленности обучения. Одни из них функционируют длительное время, другие, устарев, остаются лишь в истории педагогики образования.

Принципы обучения - это основные исходные положения требования, определяющие направленность образовательного процесса, его содержание, методическую инструментовку, деятельность преподавателя.

Принципы обучения, как и другие педагогические категории, развиваются. Это происходит одновременно с развитием общества, внедрением в систему образования новых информационных технологий и развитием педагогической науки. При этом следует иметь в виду, что одни принципы теряют свое приоритетное значение (принцип наглядности), другие начинают играть более существенную роль (принцип научности), третьи философски переосмысляются (принцип активности и сознательности обучающихся). Это закономерный процесс. Важно, чтобы дидактические принципы соответствовали задачам, стоящим перед информатизацией образования. Таким образом, новые информационные технологии обучения базируются на следующих принципах.

Принципы отбора содержания информационных технологий соответствуют принципам дидактики: научности, систематичности и последовательности, связи теории с практикой, наглядности, сознательности, активности и ответственности, доступности, прочности и др.

Рассмотрим их более подробно.

Принцип научности. Имеет всеобщий характер и особое значение для образовательного процесса. Он требует, чтобы содержание учебных дисциплин соответствовало современному состоянию науки, чтобы обучающиеся получали научно достоверные знания. Это возможно в том случае, если преподаватель будет серьезно и вдумчиво оценивать новые факты науки, новые идеи и гипотезы. От реализации этого дидактического принципа зависят уровень профессиональной подготовки молодых специалистов, реальная возможность применения научных знании на практике. Устаревшие знания либо не находят применения, либо дезориентируют обучающихся. Любая наука имеет устоявшийся, бесспорный по содержанию материал, гипотезы, спорные, дискуссионные положения и идеи. С подобным материалом должны быть ознакомлены обучающиеся. Это поможет их научной ориентации, а возможно, и включению их в научно-исследовательский процесс. Поскольку в условиях научно-технического прогресса и социальных изменений содержание учебных дисциплин довольно быстро устаревает, по-прежнему актуальным остается вопрос пересмотра учебных программ, учебников, учебно-методических пособий, их обновления;

-              принцип систематичности и последовательности. Он органически связан с принципом научности. Система способствует приближению учебной дисциплины к науке. Любая наука имеет свою логику, свою систему развития, которая автоматически не воспроизводится в учебных дисциплинах. Дидактическая система лишь в общих чертах соответствует научной системе и логике. Дидактическая система предусматривает последовательное расположение учебного материала, опору на предыдущие знания, преемственность между ними;

-              принцип связи теории с практикой. Это один из современных принципов дидактики (в средневековых вузе и школе, когда знания носили схоластический характер, он не функционировал). Смысл его состоит в том, что изучение теории сопровождается опорой на практику. Теоретический анализ и осмысление фактов создают почву для сознательного и активного усвоения обучающимися учебного материала. Практика является источником познания, критерием истины для каждой теории, сферой применения результатов познания. Практика помогает глубже понять теорию, она же двигатель развития науки.

При обучении, как известно, существует три формы связи теории с практикой: теория предшествует практическим занятиям, идет одновременно с ними, практические занятия проводятся до изучения теории. Выбор формы определяется дидактической целевой установкой преподавателя. Разумное соотношение теоретических и практических занятий помогает обучающимся осознать значение теории в жизни, в профессиональной деятельности, учит применять, использовать усвоенные знания, способствует разрешению возникающих вопросов и проблем.

Многоаспектное выражение рассматриваемый дидактический принцип находит в педагогической практике в профессиональном лицее или другом учебном заведении, где имеются реальные условия для осознания важности теории, для применения полученных знаний и последующего обогащения новыми знаниями;

-              принцип наглядности обучения. Относится к числу древних принципов. Им руководствовались уже на ранних этапах семейного, школьного, университетского обучения: «Все видимое надо предоставить глазу, все слышимое - уху». В интерпретации Я. А. Коменского, который теоретически, опираясь на философию сенсуализма, обосновал принцип наглядности, он звучал так: «Видимое - для восприятия зрением, слышимое - слухом, запахи - обонянием, подлежащее вкусу - вкусом, доступное осязанию - путем осязания» [11].

По мере развития учебно-воспитательного процесса отношение к данному принципу изменилось - он перестал играть доминирующую роль в обучении. Новые возможности реализации данного принципа открылись в связи с научно-техническим прогрессом, появлением телевидения, введением в действие аудиовизуальных, информационно-коммуникационных средств обучения. Виды наглядности обогатились и усложнились.

Наглядность обогащает круг представлений, делает обучение более конкретным и интересным, доступным, развивает наблюдательность и аналитическое мышление обучающихся.

При реализации принципа наглядности важно применять апперцепцию, т.е. опираться на те впечатления, которые уже присутствовали в жизненном опыте обучающихся. Увлечение наглядностью, неверное ее использование может затруднить формирование понятий, так как будет отвлекать внимание от существенных признаков предметов. А чрезмерная образность, метафоричность речи преподавателя нередко увлекает обучающихся и отвлекает от смыслового содержания научной информации;

-              принцип сознательности, активности и ответственности обучающихся. Данный принцип в большей мере обращен к обучающимся, чем к преподавателям. Он определяет продуктивность учебного процесса по любому предмету, в рамках любого вида обучения. Современное традиционное, программированное, проблемное, дифференцированное, дистанционное обучение построено на приобщении обучающихся к активной познавательной деятельности, чтобы обеспечить сознательное усвоение научной информации с выходом на практику. Сознательное отношение к обучению, персонификация знаний и умений способствуют тому, что обучающиеся получают возможность свободно и гибко оперировать ими, переносить в разные условия, применять в профессиональной деятельности.

Научить обучающихся усваивать знания сознательно - это значит научить их разбираться в фактах, вникать в сущность этих фактов, распознавать связь между ними, вскрывать внутренние закономерности. Сознательное усвоение научных знаний возможно тогда, когда обучающиеся понимают фактический материал, а ценностное отношение к знаниям способствует рождению ответственности в учении;

Принцип построения новых информационных технологий

-       принцип малых шагов

-       принцип немедленного подтверждения ответа

-       принцип индивидуализации темпа обучения

-              принцип постепенного роста сложности. Следствием его является то, что значительное на первых шагах число наводящих указаний постепенно уменьшается. В результате этого увеличивается трудность программы;

-              принцип дифференцированного закрепления знаний. Применительно к этому принципу каждое обобщение, присутствующее в тексте программы, необходимо повторить несколько раз в различных содержательных контекстах и проиллюстрировать с помощью достаточного количества тщательно подобранных материалов;

-              принцип единообразного хода инструментального учения. Этот принцип определяет процесс обучения по программам с линейной структурой следующим образом: ученик подвергается воздействию упорядоченной цепи (совокупности) раздражителей (микроинформации), на которые реагирует специфическим образом, т.е. конструирует ответы, причем его реакция сразу же позитивно или негативно оценивается путем сравнения с собственными ответами, содержащимися в программе. В результате допускается мало ошибок, закрепляются верные реакции, приобретаются «крепкие» знания малыми шагами.

Процесс информатизации образования, поддерживая информационные тенденции познания закономерностей предметных областей и окружающей среды, актуализирует разработку подходов к использованию потенциалов новых информационных технологий (НИТ) для развития личности обучаемого, повышения уровня его креативности, развития способностей к альтернативному мышлению, формирования умений разрабатывать стратегию поиска решений как учебных, так и практических задач, прогнозирования результатов принятых решений на основе моделирования изучаемых объектов, явлений, процессов, взаимосвязей между ними.

Таким образом, дидактические принципы являются закономерностями учебного процесса, отражающими реальные зависимости и связи между педагогическими явлениями. Педагогические принципы не являются раз и навсегда данными и неизменными. Развитие жизни, изменение характера общественных отношений, достижения науки и педагогической практики влекут за собой как появление новых принципов, отвечающих требованиям современности, так и внутреннее движение, изменение существа традиционных принципов.

1.5 Средства информационных технологий

Возрастают возможности средств информационных технологий в учебном процессе. Под средствами информационных технологий понимают программные, программно-аппаратные и технические средства и устройства, функционирующие на базе микропроцессорной, вычислительной техники, а также современных средств и систем транслирования информации, информационного обмена, обеспечивающие операции по сбору, продуцированию, накоплению, хранению, обработке, передаче информации, обеспечивающие возможность доступа к информационным ресурсам компьютерных сетей. К средствам информационных технологий относятся: ЭВМ, персональные компьютеры; комплекты терминального оборудования для ЭВМ всех классов, локальные вычислительные сети, устройства ввода- вывода текстовой и графической информации, средства архивного хранения больших объемов информации, средства и устройства манипулирования аудиовизуальной информацией (на базе технологии мультимедиа и систем «Виртуальная реальность»); системы машинной графики, программные комплексы (языки программирования, трансляторы, компиляторы, операционные системы, пакеты прикладных программ и пр.); современные средства связи, обеспечивающие информационное взаимодействие пользователей как на локальном уровне (например, в рамках одной организации или нескольких организаций), так и глобальном (в рамках всемирной информационной среды).

Процесс информатизации образования характерен тем, что впервые за всю историю развития педагогики появилось поколение средств обучения, функционирующих на базе информационных технологий. Эти технологии создают предпосылки для небывалой в истории педагогики интенсификации образовательного процесса: незамедлительная обратная связь; компьютерная визуализация учебной информации; архивное хранение достаточно больших объемов информации с возможностью легкого доступа пользователя к центральному банку данных; автоматизация процессов вычислительной, информационно-поисковой деятельности, а также обработки результатов учебного эксперимента; автоматизация процессов управления учебной деятельности и контроля результатов управления.

Реализация отмеченных выше возможностей информационных и телекоммуникационных технологий позволяет организовать новые виды учебной деятельности, такие, как:

-              интерактивный диалог - взаимодействие пользователя с компьютером в отличие от диалогового, предполагающего обмен текстовыми командами (запросами) и ответами (приглашениями), реализацией интенсивного диалога (например, возможность задавать вопросы в произвольной форме, с использованием «ключевого» слова, в форме с ограниченным набором символов);

-              управление реальными объектами;

-              управление отображенными на экране моделями различных объектов, явлений, процессов;

-              автоматизированный контроль (самоконтроль) результатов учебной деятельности, коррекция по результатам контроля, тренировка, тестирование.

Организация вышеперечисленных видов учебной деятельности позволяет, во-первых, создавать методики, ориентированные на развитие мышления; во- вторых, перевести на более высокий уровень эстетическое воспитание; в-третьих, развивать коммуникативные способности и эффективно формировать такие важные для современного человека умения, как умения принимать оптимальное решение или предлагать варианты решения в сложной ситуации.

Описанные выше возможности нового поколения средств обучения, функционирующих на базе информационных технологий, и их реализация в современной профессиональной педагогике осуществляются различными путями:

-              обучающие программные средства, методическое назначение которых - сообщение суммы знаний, формирование навыков и (или) умений учебной и (или) практической деятельности и обеспечение необходимого уровня усвоения, устанавливаемого обратной связью,

-              программы, предназначенные для контроля (самоконтроля) уровня овладения учебным материалом;

-              информационно-поисковые программные системы, информационносправочные программные средства для формирования навыков и умений по систематизации информации;

-              имитационные программные средства (системы), представляющие определенный аспект реальности для изучения его основных структурных или функциональных характеристик;

-              моделирующие программные средства, предназначенные для создания модели объекта, явления, процесса или ситуации (как реальных, так и «виртуальных»);

-              демонстрационные программные средства, обеспечивающие наглядное представление учебного материала;

-              учебно-игровые программные средства, предназначенные для «проигрывание» учебных ситуаций (например, с целью формирования умений принимать оптимальные решение или выработки оптимальной стратегии действия);

-              досуговые программные средства [12].

2. Методические основы использования информационно-коммуникационных технологии в процесс подготовки специалистов машиностроительного профиля

Методическими основами использования информационно - коммуникационных технологий в обучении являются концепции развивающего обучения, деятельностного подхода и технология исследовательской деятельности.

При этом информирующая функция преподавателя перестает быть основной, а на первый план должны выходить организующая и управляющая функции. Основной ролью является постановка целей обучения, организация условий, необходимых для успешного решения образовательных задач.

Большие информационные потоки, с которыми сталкивается сегодня каждый человек, требуют от системы общего образования решения задач обучения молодых граждан способам работы с информацией. Это, кроме того, открывает широкие возможности для построения учебного процесса, учитывающего индивидуальные возможности и склонности обучающихся, их включения в самостоятельную исследовательскую деятельность, что, в свою очередь, способствует созданию условий для максимальной реализации каждого.

Новые цели и образовательные задачи приводят к необходимости переосмысления места традиционных образовательных технологий в образовательном процессе к разработке современной дидактической системы (в том числе, основанной на использовании средств информационно - коммуникационных технологий). Решение новых образовательных задач требует соответствующей подготовки специалиста машиностроительного профиля.

Важнейшей задачей является выявление оптимальных условий использования информационно - коммуникационных технологий в целях интенсификации учебного процесса, повышения его эффективности и качества. Реализация которых создает предпосылки для небывалой в истории педагогики интенсификации образовательного процесса, а также создания методик, ориентированных на развитие личности специалиста машиностроительного профиля. Перечислим эти возможности:

-      незамедлительная обратная связь между пользователем и средствами информационно - коммуникационных технологий;

-      компьютерная визуализация учебной информации об объектах или закономерностях процессов, явлений, как реально протекающих, так и "виртуальных";

-      архивное хранение достаточно больших объемов информации с возможностью ее передачи, а также легкого доступа и обращения пользователя к центральному банку данных;

-      автоматизация процессов вычислительной информационно-поисковой деятельности, а также обработки результатов учебного эксперимента с возможностью многократного повторения фрагмента или самого эксперимента;

-      автоматизация процессов информационно-методического обеспечения, организационного управления учебной деятельностью и контроля за результатами усвоения".

-      Это, позволяет организовать такие виды деятельности как:

-      регистрация, сбор, накопление, хранение, обработка информации об изучаемых объектах, явлениях, процессах, в том числе реально протекающих, и передача достаточно больших объемов информации, представленной в различных формах;

-      интерактивный диалог - взаимодействие пользователя с программной (программно-аппаратной) системой, характеризующееся в отличие от диалогового, предполагающего обмен текстовыми командами (запросами) и ответами (приглашениями), реализацией более развитых средств ведения диалога (например, возможность задавать вопросы в произвольной форме, с использованием "ключевого" слова, в форме с ограниченным набором символов); при этом обеспечивается возможность выбора вариантов содержания учебного материала, режима работы;

-      управление реальными объектами (например, учебными роботами, имитирующими промышленные устройства или механизмы);

-      управление отображением на экране моделей различных объектов, явлений, процессов, в том числе и реально протекающих;

-      автоматизированный контроль (самоконтроль) результатов учебной деятельности, коррекция по результатам контроля, тренировка, тестирование".

-      На основании этого выделяются педагогические цели использования информационно - коммуникационных технологий:

-      "Развитие личности обучаемого, подготовка индивида к комфортной жизни в условиях информационного общества:

-      развитие мышления, (например, наглядно-действенного, наглядно-образного, интуитивного, творческого, теоретического видов мышления);

-      эстетическое воспитание (например, за счет использования возможностей компьютерной графики, мультимедиа);

-      развитие коммуникативных способностей;

-      формирование умений принимать оптимальное решение или предлагать варианты решения в сложной ситуации (например, за счет использования компьютерных игр, ориентированных на оптимизацию деятельности по принятию решения);

-      развитие умений осуществлять экспериментально-исследовательскую деятельность (например, за счет реализации возможностей компьютерного моделирования или использования оборудования, сопрягаемого с компьютером);

-      формирование информационной культуры, умений осуществлять обработку информации (например, за счет использования интегрированных пользовательских пакетов, различных графических и музыкальных редакторов).

-      Реализация социального заказа, обусловленного информатизацией современного общества:

-      подготовка специалистов в области информатики и вычислительной техники;

-      подготовка пользователя средствами информационно - коммуникационных технологий.

-      Интенсификация всех уровней учебно-воспитательного процесса:

-      повышение эффективности и качества процесса обучения за счет реализации возможностей информационно - коммуникационных технологий;

-      обеспечение побудительных мотивов (стимулов), обусловливающих активизацию познавательной деятельности (например, за счет компьютерной визуализации учебной информации, вкрапления игровых ситуаций, возможности управления, выбора режима учебной деятельности);

-      углубление межпредметных связей за счет использования современных средств обработки информации, в том числе и аудиовизуальной, при решении задач различных предметных областей".

-      При этом акцент целей делается на формирование умений работать с информацией, развитие коммуникативных способностей:

-      подготовку личности «информационного общества»;

-      формирование исследовательских умений, умений принимать оптимальные решения [13].

2.1 Разработка урока спецтехнологий

Система уроков разработана в соответствии с фрагментом календарно-тематического плана занятий (приложение А).

План конспект урока по специальной технологии для квалификации «электрогазосварщик».

Тема урока: Холодная сварка чугуна. Технология ручной дуговой и газовой сварки чугунов. Источники питания дуги. Трансформаторы.

Цели урока: образовательная - обеспечить усвоение учащимися технологии сварки чугуна;

развивающая - развитие памяти, речи, умения логически и технически мыслить, выделять главное, делать умозаключения, применять полученные знания в процессе дальнейшей работы на производстве;

воспитательная - воспитание мотивов учения, положительного отношения к знаниям, формирование нравственных качеств личности и черт характера.

Тип урока: интегрированный (с элементами игры).

Методы проведения занятия: комплексное применение ЗУН.

Материально-техническое оснащение: интерактивная доска, персональный компьютер, проектор, цифровой фотоаппарат, карточки дидактического материала, карточки с технической терминологией, презентация устройства трансформатора, выполненная на компьютере, тестовые задания. карточки заданий, чайнворды, кроссворды, карточки «Лото», «Техническая мозаика», презентация «Сварка чугунов.

Литература:

В.М. Рыбаков «Ручная дуговая и газовая сварка» [14].

Д.П. Глизманенко «Сварка и резка металлов» [15].

З.П. Фоминых «Ручная дуговая сварка» [16].

Справочник электрогазосварщика [17].

И. Буховцев «Физика» 11 класс [18].

М.И. Кузнецов «Основы электротехники» [19].

М.Касаткин «Основы электротехники» [20].

Ф.Г. Китунович «Электротехника», 9-10 класс [21].

Материал Интернет.

Структура урока (временная):

1 Организационный момент - 2 мин.

Повторение пройденного материала (работа в группах) - 40 мин.

Подведение итогов (оценка жюри) - 3 мин.

Ход урока

Организационный момент:

-      Проверка отсутствующих учащихся.

-      Проверка готовности группы к занятию.

-      Объявление темы урока.

-      Постановка целей и задач урока.

2 Повторение пройденного материала .

Работа в группах

Проведение «Технического калейдоскопа».

Задание 1 «Условные обозначения».

Предлагаются карточки с условным обозначением электроприборов, ваша задача - правильно назвать данный прибор (использование компьютера, интерактивной доски, проектора).

Как обозначаются в электросхемах:

Команда № 1

-трансформатор

конденсатор

Команда № 2

гальванический элемент

батарея гальванического элемента

источник Э.Д.С.

генератор переменного тока

Задание 2 «Что бы это значило?»

(нарисовать на интерактивной доске условное обозначение электроприборов; это задание выполняют сами учащиеся).

Амперметр

Вольтметр

Лампочка

Реостат

(на интерактивной доске рисуются электротехнические символы, которые необходимо узнать с помощью значков).

Задание 3 проверка знаний по теме «Трансформаторы».

Ты - трансформатор, наш железный друг!

Мы слышим твой гудящий низкий звук,

Как будто ты всегда на всех сердит...

Скажите, почему он так гудит?

Вопрос команде № 1

(показать на интерактивной доске схему сварочного трансформатора).

служит для преобразования переменного тока одного напряжения, в переменный ток другого напряжения, той же частоты, т.е.преобразует (понижает) переменный ток промышленного (бытового напряжения с 380 -220 В) до величины тока зажигания дуги (65-70 В).

(Трансформатор) технология обучение информационный производство

Вопрос команде

-      Из каких основных частей состоит трансформатор?

(Трансформатор состоит из сердечника, изготовленного в виде замкнутого контура, набранного из листов ферритной стали, изолированных лаком друг от друга и двух обмоток: первичной и вторичной. Первичная обмотка присоединена к сети, вторичная - к электрододержателю и металлу).

Вопрос команде № 3

Какие трансформаторы применяются в сварке?

(В сварочном производстве применяются понижающие трансформаторы, т. к. напряжение вторичной обмотки ниже, чем в первичной, за счет меньшего количества витков. U₁ >U₂ )

Задание 4 «Что это?»

(дается по три наводящих вопроса; нужно угадать, о чем идет речь; если учащиеся отвечают на вопрос с первой попытки - 3 балла, вторая и третья попытки оцениваются по 2 и 1 баллам соответственно):

-      Она особенно необходима при сварке чугунов.

-      Она может быть приточно- вытяжной и местной.

-      Она защищает дыхательные пути сварщика.

(Вентиляция).

-      Он является защитным средством.

-      Он носит название садового цветка.

-      Он особенно необходим при пайке чугунов.

(Респиратор типа «Астра»).

-      Он может вызвать удар и ожоги.

-      Он является направленным движением электронов.

-      Он может быть переменным и постоянным.

(Электрически ток).

Вопросы к кроссворду:

1 Один из сплавов, применяемый для изготовления сварочной проволоки?

Процес получения неразъемного соединения?

Аппарат, предназначенный для преобразования переменного тока?

Служат для подвода тока от источника питания к электрододержателю?

Процесс, при котором не допускается в металл шва кислород и азот воздуха?

Материал выпрямительного элемента?

С помощью чего обмотка перемещается по сердечнику в трансформаторе?

Задание 6. Найдите правильный ответ.

(задания выполняются с помощью интерактивной доски).

В сварочном трансформаторе ТД-401 У2 цифра 4 обозначает:

минимальное напряжение на дуге.

регистрационный номер.

номинальный сварочный ток.

Катушки обмоток сварочного трансформатора соединены между собой:

параллельно.

последовательно.

у первичной обмотки параллельно, у вторичной- последовательно.

К какой обмотке сварочного трансформатора подключаются сварочные провода?

к первичной.

к вторичной.

к обеим обмоткам.

Задание 7. Решение производственных задач

(задания выполняются с помощью интерактивной доски).

Задача 1

КСК «Заря» получил сварочный трансформатор марки ТД- 401 У2.

Ваша задача: рассчитать коэффициент трансформации для сварки труб, выполненных чугуна марки СЧ-36-18. А также узнать сколько витков содержится во вторичной обмотке трансформатора.

Трансформатор понижает напряжение с 360 В до 60 В и содержит в первичной обмотке 120 витков.

-      Сколько витков содержится во вторичной обмотке?

-      Каков коэффициент трансформации?

Дано: напряжение U₁= 360 В.

напряжение U₂= 60 В.

n₁=120 витков.

Найти: n _2, к.

К= U₁/ U₂

К= 360 В/60 В= 6 В

К=n₁/ n₂

n₂₌ n₁/ К

n₂=120/6=20 витков

Задача 2

В электроцехе ОАО «Арселор Миттал» установили новые трансформаторы.

Ваша задача: помочь электрикам- силовых линий рассчитать коэффициент трансформации, если трансформатор повышает напряжение со 120 В до 240 В и содержит во вторичной обмотке 600 витков.

Дано: напряжение U₁= 360 В.

напряжение U₂= 60 В.

n₁=120 витков.

-      Каков коэффициент трансформации?

Дано: напряжение U₁= 120 В.

напряжение U₂= 240 В.

n₂=600 витков.

3. Подведение итогов. Оценка жюри.

План конспект урока по специальной технологии для квалификации электрогазосварщик.

Тема урока: Выбор режима сварки

Цели урока:

образовательная - приобщить к самостоятельному оперативному решению учебных задач, научить пользоваться опорными конспектами; выполнять простейшие расчеты режимов сварки.

развивающая - развитие памяти, речи, умения логически и технически мыслить, выделять главное, делать умозаключения, применять полученные знания в процессе дальнейшей работы на производстве.

воспитательная - воспитание мотивов учения, положительного отношения к знаниям, формирование нравственных качеств личности и черт характера.

Тип урока: комбинированный

Методы проведения занятия: самостоятельная работа

Материально-техническое оснащение: компьютеры, презентация темы урока, учебный фильм «Влияние режимов сварки на форму шва», фотоаппарат, девиз урока

Литература: В.П. Рыбаков «Ручная дуговая и газовая сварка металлов».

Структура урока (временная):

1       Организационный момент - 3 мин.

2       Повторение пройденного материала - 10 мин.

         Изложение нового материала - 10 мин.

         Самостоятельная работа - 20 мин.

         Подведение итогов - 2 мин.

Ход урока.

1       Организационный момент:

-  отметить отсутствующих

-  проверить готовность учащихся к уроку.

Урок проходит под девизом - «Отыщи всему начало, и ты многое поймешь» - Козьма Прутков и посвящен проблеме, которую вам придется решать ежедневно на производственном обучении, а в дальнейшем на рабочем месте. Это подбор режимов сварки для каждой конкретной операции. Тема нашего урока : «Выбор режима сварки». Прежде чем перейти к новому материалу нужно чтобы вы вспомнили основные вопросы с прошлых тем.

2       Повторение пройденного материала (фронтальный опрос):

- какое напряжение нужно для зажигания дуги? (60В)

- какое напряжение нужно для горения дуги? (36-40В)

какая сила тока необходима для прохождения процесса сварки? (разная, в зависимости от толщены металла и диаметра электрода)

можно ли определить, какая сила тока нужна для сварки тем или иным электродом, одинаковая ли она будет? (да, по обозначению электрода)

чем мы будем регулировать эту силу тока? (балластным реостатом или рукояткой трансформатора)

Вот теперь, когда разобрались с этими вопросами, узнаем - что такое параметры режимов сварки, как их подбирать и как они влияют на сварочный шов.

Изложение нового материала.

В Казахстане, и вот уже более 13 лет, как действует стратегия «Казахстан-2030», благодаря которой, уровень безработицы уменьшился с 13,3% до 6,7%, среднемесячная заработная плата увеличилась в 5 раз.

Восстановлены заводы, и для будущих выпускников открываются радужные перспективы востребованности на машиностроительных предприятиях, дается возможность учиться, повышать свой профессиональный уровень.

Для начала нужна стартовая площадка, которую вы уже выбрали - это получение профессии сварщика.

Тема нашего урока - выбор режима сварки - это азы профессии сварщика.

Сейчас будем работать с презентациями, представленными на компьютерах. На рабочем столе найдите файл со значком презентации и названием выбор режимов сварки , откройте файл.

Просмотрите первый слайд - Рисунок 2 ответьте, какие параметры определяют характер протекания процесса сварки (толщина металла, марка металла, свойства электрода, сила тока, напряжение)

Запишите в тетрадь данные показатели. Перейдем к слайду 4 Рисунок 4, на нем показаны дополнительные показатели режимов сварки.

Вам нужно запомнить, что относится к основным параметрам, а что к дополнительным.

Когда вы будете решать задачи, то закрепите свои знания, а на практике будете выбирать параметры сварки будете автоматически.

Запишите в тетрадь дополнительные показатели режимов сварки.

Но эти две величины определяют все параметры сварного шва, как они влияют на форму и размеры шва, мы посмотрим в фильме влияние режимов сварки на форму сварочного шва. (Фильм «Влияние режимов сварки на форму шва»)

На следующем слайде 9- Рисунок 9. вы видите знакомый вам опорный конспект со всеми параметрами шва, и вы теперь знаете какое влияние оказывает выбор силы тока, напряжения на эти параметры. Запишите в тетрадь основные характеристики сварного шва стыкового соединения и основные характеристики сварного шва углового соединения. Запомните, что угловой шов характеризуется катетом шва, который и показывается на всех сварочных чертежах.

Итог урока.

5 Домашнее задание: пользуясь слайдами и раздаточным материалом для домашнего задания, необходимо научиться различать характеристики сварочного шва и выбирать режимы сварки.

План конспект урока спецтехнологии для квалификации эдектрогазосварщик.

Тема урока: Машины для кислородной резки. Газорезательная машина с числовым программным управлением (ЧПУ).

Цель урока:

Обучающая: формирование понятий у учащихся о технологии устройства газорезательных машин.

Развивающая: формирование и развитие творческого мышления и внимания.

Воспитательная: воспитание интереса к изучаемому предмету и профессии.

Тип урока: урок формирования новых знаний.

Метод проведения: лекция

Материально-техническое оснащение: компьютер, плакаты, макет.

Литература: - В.П. Рыбаков «Ручная дуговая и газовая сварка металлов

Структура урока (временная):

1 Организационный момент - 3 мин.

Повторение пройденного материала - 5 мин.

Изложение нового материала - 15 мин.

Самостоятельная работа - 20 мин.

Подведение итогов - 2 мин.

Ход работы

Организационная момент:

-      проверить присутствующих обучающихся по списку

-      сообщить тему и цели урока

2 Повторение пройденного материала:

А) Какое влияние оказывает легирующие добавки на разрезаемость металлов? (разрезаемость ухудшается)

Б) Перечислить параметры режима резки. (толщина металла, скорость резки, скорость подачи кислорода)

В) Как влияет количество флюса на резку? (улучшает резку за счет повышения температуры и эффекта «наждака»

Г) Как выбирается скорость резки? (в зависимости от толщины металла)

Д) Какие требования предъявляются к чистоте О₂? (очень чистый 99,9% О₂)

Е) Воздушно-дуговая резка, в чем она заключается? (в подачи в зону горения дуги смеси газов)

Ж) Что значит резка разделительная? (разделительная резка делит метал на части, в отличии от поверхностной, где снимается слой металла)

З) Где применяют воздушно-дуговую и разделительную резки? (в ремонтном деле и в строительстве)

3 Изложение нового материала:

Газорезательная машина Power 1200*2000мм «SteelTailor» с числовым программным управлением является одним из видов машин с применением компьютеризированной системой управления, с газорезантельной системой, которая контролируется числовым программным обеспечением. Данное оборудование предназначено для резки металлических пластин толщиной 5-300мм., оно широко используется в отраслях промышленности, как технические оборудование для отгрузок, транспортировок, как камера высокого давления.

Газорезательные машины находят свое применение в различных сферах, таких как: производство труб, автомобилестроение, судостроение, нефтехимия, военная промышленность, металлургия, космическая промышленность, производство аппаратов высокого давления, бойлеров.

Особенности газорезательной машины с числовым программным управлением:

данное оборудование демонстрирует высокую производительность, надежность и стабильность работы, легкость ухода и эксплуатации;

все детали газорезательной машины имеют износостойкое покрытие, полировку и специальную покраску;

на данную машину может быть установлен шпиндель для плазменной резки;

подъемный механизм шпинделя может приводится в действие электрически или автоматически по средствам шариковых направляющих;

на данном оборудовании установлен режим автозажигания.

Газорезательная машина с числовым программным управлением серия Power 1200*2000мм «SteelTailor» показана на Рисунке 1.

Параметры газорезательной машины:

а) ввод управляющих программ - клавиатура, порт USB. Загрузка и выгрузка управляющих программ осуществляется в диалоговом режиме системы меню;

б) конструктивное исполнение - моноблок (процессор, платы связи с датчиками, энергонезависмая постоянная память, перезаписываемая память (Flash-диск), клавиатура, ч/б ЖК-дисплей);

в) выполняемые виды интерполяции: линейная и круговая по координатам X и Y.

Машины того же типа:

-      Портальная машина «Параллель»

-      Портальная машина «Вертикаль»

-      Переносная машина «SteelTailor»

Переносная 2-х координатная машина термической резки с числовым программным управлением «SteelTailor» представляет собой легкий обрабатывающий комплекс для раскроя листового металлопроката по заданным чертежам с использованием системы числовым программным управлением. Машина состоит из продольной направляющей, по которой движется каретка с установленной на ней поперечной траверсой и блоком числового программного управления. Машина позволяет осуществлять вырезку заготовок сложной конфигурации с высокой точностью и качеством поверхности реза. Размеры рабочей зоны резки: 1200 х 2000 мм. Подготовка управляющих программ осуществляется с помощью системы автоматизированного проектирования (САПР) FastCAM, входящего в комплект. САПР FastCAM позволяет подготавливать карты раскроя для вырезки деталей с минимальным количеством отходов металла. Машина может оснащаться любым аппаратом воздушно-плазменной резки металлов марки ПУРМ, а также оборудованием для газовой резки. Машина проста и удобна в эксплуатации, имеет высокую жесткость за счет использования высокоточного калиброванного алюминиевого профиля, при этом обладая малым весом, что позволяет легко перемещать ее вдоль раскроечного стола. Машина «SteelTailor» это удобный в эксплуатации мобильный обрабатывающий комплекс, идеально подходящий для решения производственных задач малых и средних предприятий.

Спецификации газорезательной машины с ЧПУ.

Механическая часть.

Диапазон: 3/4/5/6/7/8m

Длина вертикальной орбиты: 4/6/8/10/12/14/16/18/20/22/24m

Резаки: 1-8 units

Автозажигание: 1-8 units

Ёмкостная высота приспособления: 1-8 units

Приведениевдействие: bilateral drive

Устройствопередачи: horizontal belt and vertical hanger

Электрическая часть.

Компьютерная числовая система управления, импортируемая из Америки Технология системы управления и двигатель базируются на японской технологии. Германский редуктор

Австралийское программное обеспечение FASTCAM

Сертификат: ISO

Стандарты: ISO8206, JB/T5102-1999

Технические параметры газорезательной машины с ЧПУ представлены в таблице 1.

Таблица 1. Технические параметры газорезательной машины с ЧПУ

Закрепление по пройденной теме (фронтальный опрос):

Что включает в себя техническая характеристика машины для кислородной резки? ( ширина, длина, толщина, скорость резки, вертикальный ход перемещения резака..)

Где применяются машины для кислородной резки? ( в машиностроении, строительстве, автомобилестроение, судостроение и т.д.)

Подведение итогов.

Домашнее задание; В.П. Рыбаков «Ручная дуговая и газовая сварка металлов §42; стр. 175.

2.2 Использование информационно-коммуникационных технологии для оценки уровня знаний обучающихся

«INDIGO» - программа для создания тестов и тестирования

Система тестирования INDIGO - это универсальный инструмент автоматизации процесса тестирования и обработки результатов, который можно использовать для решения широкого спектра задач:

Тестирование и контроль знаний и студентов.

Отбор кандидатов при приеме на работу.

Определение профессионального уровня сотрудников (аттестации, сертификации, кадровые перестановки).

Проведение психологических тестов (например, IQ-тесты).

Проведение опросов (социологических, маркетинговых, выявление доминирующей точки зрения и т.д.).

Автоматизация проведения конкурсов и олимпиад.

Программа для создания тестов INDIGO уже показала свою эффективность в результате успешного применения как в учебном процессе в учебных заведениях, так и в коммерческих организациях, обеспечив:

Эффективную автоматизацию тестирования за счет широких функциональных возможностей.

Удобство работы благодаря современному пользовательскому интерфейсу.

Ликвидацию физических и временных затрат за счет гибкой автоматической обработки результатов.

Достоинства системы тестирования INDIGO

Простая установка системы

Программа для создания тестов и тестирования INDIGO представляет собой комплекс серверного и прикладного программного обеспечения, который включает в себя систему управления базой данных, Web-сервер, средства кэширования данных, средства балансировки нагрузки, интерфейсы администратора и пользователей и т.д. Несмотря на это, установка и настройка компонентов системы производится в автоматическом режиме с помощью инсталляционного пакета, который можно скачать на нашем сайте. Не требуется никаких специальных познаний в администрировании серверов или операционных систем, чтобы установить данный продукт на свой сервер или домашний компьютер.

Единый интерфейс администратора

Мы позаботились, чтобы администраторам было комфортно работать, поэтому все возможности администрирования системы тестирования INDIGO предоставлены через современный пользовательский интерфейс единого Windows-приложения, которое включает в себя следующие модули: Тесты, Конструктор тестов, Пользователи, Правила, Сервер, Результаты. Во многих других продуктах данные возможности разбросаны по разным исполняемым файлам, что создает определенные неудобства и вызывает необходимость частого переключения между этими программами. При работе с тестовой оболочкой INDIGO такой проблемы нет, в случае необходимости все функции оказываются под рукой. Администратор для работы с системой не обязательно должен находиться непосредственно за компьютером, где установлен сервер тестирования. С помощью программы для администрирования можно удаленно подключиться к серверу по локальной сети или Интернету. Клиент администратора не требует установки и его можно носить с собой, например, на флешке. С системой могут работать одновременно несколько администраторов. Если один администратор внесет какие-либо изменения в базу (например, создаст новый тест), то они сразу же отобразятся у других администраторов (происходит мгновенная синхронизация данных). Каждый администратор может иметь свою учетную запись (уникальный логин и пароль).

Централизованное хранение данных и Web-интерфейс пользователей

Сервер тестирования устанавливается на один из компьютеров сети. Все данные хранятся централизованно на этом сервере под управлением мощной системы управления базой данных. Наряду с этим устанавливается Web-сервер, который предоставляет пользователям для работы Web-интерфейс, т.е. не требуется установка специальной программы тестирования на каждый компьютер, как во многих других продуктах, а достаточно наличие одного из Web-браузеров (Google Chrome, Mozilla Firefox, Opera, Internet Explorer). При этом если необходимо обновить какие-либо данные или саму систему тестирования, то данные действия необходимо произвести только на серверной рабочей станции. На наш взгляд, данная схема является наиболее удобной с точки зрения развертывания и администрирования системы тестирования.

Безопасность системы

Сетевая доступность системы INDIGO породила ряд требований к обеспечению безопасности работы системы в сети. В рамках данной работы было реализовано следующие: ввод учетных записей администраторов, установка паролей на открытие и импорт/экспорт тестов, шифрование экспортированных тестов (файлов экспорта), ограничение доступа к серверу по IP-адресам и их диапазонам, ввод кода капли при регистрации пользователей и некоторые другие средства защиты.

Иерархическая группировка тестов и пользователей. Правила тестирования

В тестовой оболочке INDIGO тесты и пользователей можно хранить в произвольных иерархических структурах любой глубины. Таким образом, тесты можно группировать по смыслу, а пользователей, например, по факультету, курсу и группам (для учебных заведений), по классам (для школ), по отделам (для организаций) и т.п. Кроме этого, в INDIGO введен удобный механизм правил тестирования. Правила тестирования задают, каким пользователям или группам пользователей, какие тесты или группы тестов будут доступными для прохождения. Так, например, с помощью правил тестирования можно задать, чтобы студентам первого курса были доступны только тесты для первого курса. Кроме этого, для каждого правила может быть задано расписание, а также введено ограничение на количество попыток тестирования.

. Широкие возможности конструктора тестов

В конструкторе тестов INDIGO для каждого теста могут быть заданы различные настройки: типа теста (контроль знаний или опрос), настройки навигации между вопросами, ограничение времени тестирования, настройки перемешиваний вопросов и вариантов ответов и многие другие. Система поддерживает 5 типов вопросов: выбор одного варианта ответа, выбор нескольких вариантов ответа, ввод ответа с клавиатуры, установка соответствия и расстановка в нужном порядке. При этом у каждого типа вопроса имеются свои индивидуальные настройки. Создание тестов в INDIGO выполняется достаточно просто и быстро.

Конструктор тестов имеет встроенный текстовый процессор, который позволяет произвольным образом форматировать текст, осуществлять вставку графических изображений и таблиц, производить вставку данных из различных форматов, в том числе из документов Microsoft Office. Кроме этого, вся система тестирования в целом поддерживает работу с Юникодом.

Задание нескольких шкал результатов для одного теста

Уникальной особенностью программы для создания тестов INDIGO является возможность задания нескольких шкал оценивания для одного теста. С помощью гибкой системы задания шкал, их делений и функций, появляется возможность автоматизации сложных психологических тестов. В тестах на проверку знаний достаточно просто (без программирования скриптов) появляется возможность оценивания не только всего теста, но любых заданий теста в отдельности в дополнение к общей оценке, а также появляется возможность в одном тесте сразу произвести автоматизацию нескольких тестов и сделать частные и общие выводы. При этом результаты, получаемые с помощью шкал оценивания, можно подставить в шаблон результатов, который будет выдан пользователю после завершения тестирования.

Иерархическая группировка вопросов в тестах

Другой особенностью конструктора тестов INDIGO является поддержка многоуровневой иерархической группировки вопросов тестов. Целесообразность использования групп вопросов обусловлена рядом следующих преимуществ:

         Удобство группировки вопросов в конструкторе тестов по заданиям, темам и т.д. Если вопросы теста отображаются в одном линейном списке, то возникают сложности с навигацией и пониманием того, какой вопрос к чему относится.

         Возможность задания для каждой группы индивидуальных настроек (в особенности, порядка выдачи вложенных элементов или их случайной выборки).

         Использование баллов за группы вопросов при задании функций шкал оценивания (например, можно легко поставить отдельные оценки за группы «Задание 1», «Задание 2» и т.д.).

         В случае теста на проверку знаний при просмотре протокола тестирования администратор может видеть наглядную информацию о том, сколько баллов было набрано за каждую группу в отдельности, и делать соответствующие выводы (например, “ученик плохо выполнил задания группы «Логарифмы»”).

Автоматическая генерация вариантов тестов

В программе для тестирования знаний возможности генерации случайных вариантов тестов не ограничиваются возможностью перемешивания вопросов теста и их вариантов ответов. Поскольку в INDIGO реализована многоуровневая иерархическая группировка вопросов с возможностью задания порядка выдачи вложенных элементов и их случайной выборки для каждой группы, то можно очень гибко задавать автоматическую генерацию вариантов тестов. Например, имеется экзаменационный тест по иностранному языку, который содержит разделы Лексика, Грамматика и Работа с текстом, которые должны следовать последовательно, при этом внутри каждого раздела имеются задания (группы вопросов), которые должны выдаваться в случайном порядке в пределах своего раздела, а каждое из таких заданий содержит банк вопросов, из которого должно случайным образом выбираться определенное количество вопросов. Такие и другие сложные правила генерации тестов достаточно легко и интуитивно понятно реализуются в редакторе тестов INDIGO.

Печать и экспорт бланков тестов и тестов с ответами

В программе для составления тестов INDIGO реализован инструмент по работе с документами, который позволяет генерировать бланки тестов (создание тестов на бумаге), в том числе с учетом правил автоматической генерации вариантов. Данное средство может быть полезным, когда требуется провести тестирование знаний без использования компьютеров. Кроме печати бланков возможна печать тестов с правильными ответами, что может быть использовано для проверки ответов. Данные документы могут быть отправлены на печать принтеру или сохранены в RTF (Word-совместимом) формате.

Печать и экспорт протоколов тестирования и отчетов

Безусловно имеются и другие достоинства и плюсы использования программы для создания тестов INDIGO, которые Вы сможете открыть для себя в процессе работы с программой. Мы постоянно развиваем и совершенствуем данную систему, чтобы удовлетворить потребности наших пользователей, и на достигнутом останавливаться не собираемся. В дальнейшем планируется реализация средств по работе с мультимедиа, по обратке результатов, а также реализация средств из области систем искусственного интеллекта.

Системные требования

Программное обеспечение

Для работы сервера и клиентского модуля администратора (Desktop-приложения) требуется ОС Windows XP / 2003 / Vista / 2008 / 7 / 8.

Для работы пользователя требуется подключение по сети к серверу и наличие одного из следующих браузеров:

         Google Chrome версия 6 и выше,

         Mozilla Firefox версия 3.6 и выше,

         Opera версия 10.6 и выше,

         Internet Explorer версия 9 и выше.

Рекомендуемым браузером является Google Chrome.

Аппаратное обеспечение:

установленный и запущенный сервер INDIGO 2.0 расходует до 100 Мб ОЗУ (с клиентом администратора до 180 Мб ОЗУ). При работе пользователей расход памяти возрастает. Для одновременной работы 200 пользователей рекомендуется компьютер минимум с 2 Гб ОЗУ [22].

Данная программная оболочка используется для контроля знании учащихся по предмету «Сварочное дело»

Разработанная тестовая база предоставлена в приложении А. в, вставлена в тестовую оболочку которая записана на диск (Приложение В)

3. Технологически процесс изготовления вала шестерни

.1 Общие положения

.1.1 Служебное назначение объектов производства

Машина правильно-гибочная МПГ предназначена для восстановления деформированных элементов крепи из спецпрофиля СВП ГОСТ 18662 - 83.

Заводом машина МПГ изготавливается для спецпрофиля СВП - 22 и СВП - 27.

При наличии соответствующих роликов на машине можно восстанавливать и другие типоразмеры спецпрофиля. Наибольший типоразмер спецпрофиля, восстанавливаемого на машине МПГ - СВП - 33.

Передача крутящего момента от электродвигателя осуществляется через валы-шестерни и зубчатые колёса.

3.1.2 Определение типа производства

Годовая программа выпуска изделий N=2000 шт.

Величина такта выпуска рассчитывается по формуле:

      мин/шт, (2.1)

где - действительный годовой фонд времени в часах

   мин/шт

Дальнейший расчёт производим по формулам, а результаты заносим в таблицу 3.1.

Расчётное количество станков:

_,                                                      (2.2)

где    η_з.н. - нормативный коэффициент загрузки оборудования (для мелкосерийного и серийного производства η_з.н.=0,8)

Р - принятое число рабочих мест, получаемое путём округления m_р до ближайшего целого (большего) числа. Значение фактического коэффициента загрузки оборудования получаем по формуле:

                           (2.3)

Количество операций, выполняемых на рабочем месте определяется:

 (2.4)

Рассчитываем коэффициент закрепления операций и на его основании определяем тип производства:

 (2.5)

Так как коэффициент закрепления операцийК_з.о.=6,82 находится в пределах 1<6,82<10, то производство крупносерийное.

Таблица 3.1 Расчёт коэффициента закрепления операций

3.2 Технологический процесс изготовления детали

.3.2 Служебное назначение и конструктивные особенности детали

Деталь коническая вал-шестерня предназначена для передачи вращательного движения между валами с пересекающимися осями. Вал-шестерня передаёт крутящий момент конической блок-шестерне в редукторе исполнительного органа машины МПГ. Коническая вал-шестерня посажена на двух однорядных радиальных роликовых подшипниках, кроме того, на вал-шестерне для восприятия осевых усилий от конической передачи предусмотрен ещё и один двухрядный роликовый подшипник.

Вал-шестерня 9-й степени точности с круговыми зубьями. Конические колёса с круговыми зубьями обеспечивают плавную и бесшумную работу при передаче больших нагрузок на высоких скоростях [23].

3.3 Анализ технологичности конструкции детали

Деталь вал-шестерня (ритуель) МПГ 06.02.001 изготовлена из стали 45 ГОСТ 1050 - 88.

Состояние стали (твёрдость, предел прочности на растяжение, структура материала) оказывает большое влияние на прочность зубчатой блок-шестерни, обрабатываемость резанием, стоимость режущего инструмента, производительность станка, деформирование при термической обработке, параметр шероховатости поверхности. При обработке стали 45 хороших результатов достигают, когда заготовки перед механической обработкой подвергают изотермическому отжигу. Заготовки должны иметь твёрдость НВ 193. По существующей технологии в качестве заготовки применяется поковка (2-х ступенчатая). Из-за большого перепада диаметров детали при обработке получается низкий коэффициент использования материала. Конструкция детали в основном отработана на технологичность, обладает высокой жёсткостью, обеспечивает свободный доступ инструмента к обрабатываемым поверхностям, что позволяет использовать при обработке многоинструментальные наладки и высокопроизводительные режимы резания. Заданные чертежом точность размеров поверхностей, их относительного расположения и параметры качества поверхностных слоёв могут быть достаточно экономично обеспечены традиционными методами обработки. Деталь имеет хорошие базовые поверхности, что характерно для деталей типа тел вращения. Нарезание конических колёс с круговыми зубьями является самой трудоёмкой зуборезной операцией, поэтому на этой операции целесообразно зубья нарезать на специальных высокопроизводительных станках специальными зуборезными головками методом обкатки двухсторонней зуборезной головкой. Зуборезные головки имеют повышенную жёсткость. Предусмотренная чертежом форма шпоночного паза нетехнологична, так как требует обработки малопроизводительным методом - многопроходным фрезерованием концевой (шпоночной) фрезой. Недостаточно технологичной делают конструкцию детали различные радиусы переходных поверхностей от опорных шеек к торцам [24].

3.4 Анализ существующего технологического процесса изготовления детали

Заготовкой для получения вала-шестерни в базовом технологическом процессе является поковка, изображённая на рисунке 3.4

Рисунок 3.4 Заготовка - поковка

Из-за большого перепада диаметров вала-шестерни данная заготовка, характеризуется низким коэффициентом использования материала. При анализе действующего технологического процесса видно, что припуски на обработку поверхностей очень значительны, это ведёт к большому количеству проходов и затратам времени. Для повышения коэффициента использования материала и снижения трудоёмкости обработки целесообразно изменить способ получения заготовки. Форму заготовки необходимо приблизить к форме детали. Обоснование выбора заготовки будет рассмотрено ниже.

В качестве баз на большинстве операциях используется ось вала и один из торцов. Таким образом соблюдён принцип постоянства баз.

Подготовка технологических баз ведётся на токарно-винторезном станке 163. На этой операции производится подрезка торцев и сверление центровых гнёзд. Заготовка устанавливается в трёхкулачковом патроне. Далее производится черновая и чистовая обработка поверхностей шестерни на токарно-винторезных станках 163. Базирование в центрах [25].

Шпоночный паз фрезеруется шпоночной фрезой (концевой) на вертикально-фр*езерном станке 654. Базирование производится в призмах, с помощью прихвата.

Обработка круговых зубьев производится на зуборезном станке модели 528С резцовой головкой. Заготовка устанавливается в специальном цанговом приспособлении, которым оснащён станок 528С. Зубья нарезаются методом обкатки.

В термическом цехе зубья калят ТВЧ НRС 52-56 на глубину 1÷1,5 мм.

Посадочные поверхности под подшипники не шлифуются.

Анализ существующего технологического процесса        позволил выявить ряд его недостатков, устранение которых позволит снизить трудоёмкость изготовления детали и повысить качество изготовления.

В проектируемом технологическом процессе предлагается изменить способ получения заготовки (вместо поковки двухступенчатой использовать штамповку трехступенчатую), что в условиях ОАО “КЛМЗ” вполне возможно. Это позволит существенно снизить трудоёмкость токарной обработки.

Предлагается для чистовой обработки наружных поверхностей и конического венца шестерни использовать более современное оборудование, например станок с ЧПУ 16К20РФЗ.

Целесообразно производить шлифование опорных шеек под подшипники и ступень Ø 135 мм на круглошлифовальном станке, что позволит обеспечить заданную высокую точность расположения торца и поверхности опорных шеек и снизить трудоёмкость обработки.

При нарезании круговых зубьев на станке модели 528С целесообразно использовать двухстороннюю зуборезную головку повышенной жёсткости, отличающейся большой производительностью [26].

3.5 Выбор заготовки. Предварительная технико-экономическая оценка выбора заготовки по минимуму приведённых затрат

Вопрос о выборе метода получения заготовки может быть решён после экономического обоснования, которое выполняем по методике.

Сравним два варианта: заготовка - поковка двухступенчатая и штамповку трёхступенчатую.

3.5.1 Заготовка - поковка двухступенчатая

Масса заготовки:

где V₁;V₂ - объёмы двух ступеней заготовки в см³;

ρ - плотность металла в кг/см³;

 кг

Коэффициент использования металла:

Стоимость заготовки - поковки двухступенчатой:

;

где C_i - базовая стоимость одной тонны заготовки в тенге (С=31500 тенге/т)

k_Т; k_с; k_b; k_m; k_n - коэффициенты, зависящие от класса точности, группы сложности, массы, марки материала и объёма производства заготовок;

Q - масса заготовок;

q - масса готовой детали, кг;

S_отх - цена 1 т отходов в тенге (С_отх=5000 тенге/т)

k_Т=1; k_с=0,75; k_b=0,7; k_m=1; k_n=0,8 [1]

тг

3.5.2 Заготовка - штамповка трёхступенчатая (штамповка на ГКМ)

Рисунок 3.5 - Заготовка - штамповка

Определим вес заготовки - штамповки:

 кг

Коэффициент использования металла:

Стоимость заготовки - штамповки трёхступенчатой:

тг

Сопоставляя оба варианта, отдаём предпочтение заготовке второго варианта - штамповке трёхступенчатой, которая дешевле и отличается большим коэффициентом использования материала. Окончательные размеры заготовки и допуски на её размеры определяем после расчёта припусков [27].

3.6 Выбор методов обработки поверхностей детали

Выбор методов обработки поверхностей заготовки производится на основе наиболее рационального процесса обработки, обеспечивающего требуемую точность и качество поверхности детали [28].

Общий план обработки поверхностей вал-шестерни представлен в таблице 3.2

Таблица 3.2 Выбор методов обработки поверхностей заготовки

1. Цилиндрические поверхности  Ø 180; Ø;

Ø 144,88; Ø 140;

Ø 135Обтачивание предварительное, обтачивание чистовое, шлифование предварительное и чистовоеh12

h10..h9

h8

k6Rz80

Rz20

Ra2,5

Ra1,6..0,8

3.7 Выбор технологических баз. Предварительная разработка маршрутной технологии процесса изготовления детали. Предварительный выбор оборудования

Выбор технологических баз производим исходя из основных принципов базирования. При обработке валов - шестерён, как правило, в качестве баз используют ось вала и один из торцев.

На первой операции (фрезерно-центровальной) эти базы реализуются при установке исходной заготовки в самоцентрирующие призмы (двойная направляющая база) с упором в торец (опорная база). Схема базирования представлена на рисунке 4.3.

Общая ось двух центровых отверстий, обработанных на этой операции, является постоянной базой для выполнения большинства последующих операций обработки заготовки.

Опорные базы в направлении линейных размеров выбираем с учётом характера их простановки на чертеже и возможности совмещения технологических и измерительных баз [29].

Рисунок 3.7 Схема базирования заготовки на фрезерно-центровальной операции

Схема базирования при токарной предварительной обработке представлена на рисунке 3.7

Рисунок 3.7.2 Схема базирования при предварительной токарной обработке

Схема базирования на чистовых токарных операциях аналогична рисунку 3.7.2

При шлифовании базовых шеек базами являются центровые гнёзда. Схема базирования представлена на рисунке 3.3

Рисунок 3.7.3 Схема базирования при шлифовании вал-шестерни

Схема базирования при нарезании зубьев изображена на рисунке 4.6

Рисунок 3.4 Схема базирования при зубонарезании

При фрезеровании шпоночного паза за базы используют шейки под подшипники и торец. Схема базирования на этой операции представлена на рисунке 3.5

Рисунок 3.5 Схема базирования при фрезеровании паза

При сверлении отверстия в торце используется радиально-сверлильный станок 2М55. Схема базирования представлена на рисунке 3.6

Рисунок 3.6 Схема базирования при сверлении отверстия и нарезании резьбы

Разработка маршрутной технологии, выбор оборудования

Содержание технологического процесса изготовления вал-шестерни представлено в таблице 3.3

3.8 Разработка технологических операций и операционных или маршрутно-операционных технологических процессов. Выбор оборудования

В связи с тем, что в проекте принят новый способ получения заготовок, технологический процесс механической обработки вал-шестерни существенно изменяется. В проекте разработаны наладки на следующие операции: шлифовальную, токарную, комбинированную (на станке с ЧПУ 16К20 РФЗ), которые представлены на листах 2, 5 графической части. Ниже будет проведён расчёт режимов резания на новые операции технологического процесса, нормирование технологических операций и разработка управляющей программы для станка с ЧПУ 16К20 РФЗ [30].

3.9 Расчёт режимов резания на шлифование шейки вала

На круглошлифовальном станке 3А130 методом продольной подачи шлифуется шейка вал-шестерни под подшипник Ø и длиной l=212 мм (также шлифуется Ø 140h8, Ø ). Рассчитаем режимы резания для Ø160k6.

Параметр шероховатости обработанной поверхности R_а=0,8 мкм. Припуск на сторону h=0,2 мм. Материал заготовки сталь 45, HB 193 [31].

Способ крепления заготовки - в центрах. Эскиз обработки представлен на рисунке 3.9.

Рисунок 3.9 - Эскиз обработки шлифования шейки Ø160k6.

- выбираем шлифовальный круг. По справочнику устанавливаем характеристику круга. Для круглого наружного шлифования с продольной подачей, R_а=0,8 мкм и закалённой стали с HB 193 рекомендуется характеристика Э, ЭБ40СМ2К.

В качестве материала абразивных зёрен принимаем белый электрокорунд (ЭБ), маркировка которого 24А. Выбор этой марки обусловлен высокой твёрдостью шлифуемой заготовки и требованиями, предъявляемыми к точности и шероховатости обработанной поверхности. В характеристике приняты: зернистость 40, твёрдость СМ, связка керамическая (К). Индекс зернистости Н (содержание основной фракции при зернистости 40), структура круга №5, разновидность принятой керамической связки К8 (для электрокорундовых кругов). Тип круга ПВД - плоский с двухсторонней выточкой. Класс круга А. Допустимая скорость круга 35 м/с. Маркировка полной характеристики круга: ПВД 24А40НСМ25К8 35 м/c. Размеры круга по паспорту станка 3А130: диаметр D_к=600 мм, ширина круга B_к=63 мм [32].

назначаем режимы резания:

Скорость главного движения резания (шлифовального круга) V=30…35 м/с:

По паспорту станка у круга D_к=600 мм, n_к=1112мин^-1

Тогда

м/c

т.е. в пределах рекомендуемого диапазона

скорость движения окружной подачи V_окр (т.е. V_дет)

Принимаем среднее значение 35 м/мин

определяем частоту вращения заготовки:

мин^-1

Найденное значение n_з=69,67 мин^-1 может быть установлено на станке 3А130, имеющем бесступенчатое регулирование частоты вращения заготовки в пределах 40 - 400 мин^-1.

поперечная подача круга S_х мм/ход

S_x=0,005…0,015 мм/ход стола

Учитывая высокие требования к точности (поле допуска k6) и шероховатости поверхности (R_а=0,8 мкм) принимаем S_х=0,005 мм/ход т.к. на станке 3А130 поперечные подачи регулируются бесступенчато в пределах 0,002 - 0,1 мм/ход [33].

-        определяем продольную подачу на оборот заготовки:

S_о=S_з·B_к

Для окончательного шлифования S_д=0,2…0,4

принимаем S_д=0,3

тогда S_о=0,3·63=18,9 мм/об

- определяем скорость движения продольной подачи (скорость продольного хода стола):

м/мин

На станке 3А130 предусмотрено бесступенчатое регулирование скорости продольного хода стола в пределах 0,05 - 5 м/мин, поэтому принимаем 1 м/мин [34].

-        мощность, затрачиваемая на резание:

,

или в соответствии с принятыми обозначениями

,

По справочнику находим: С_N=2,65; V=0,5; y=0,55; q=0, тогда:

N_рез=2,65·35^0,5·0,005^0,5·18,9^0,55=5,5 кВт

проверяем, достаточная ли мощность двигателя шлифовальной бабки у станка 3А130

N_шп=N_m·η=7,5·0,8=6 кВт,

N_рез<N_шп (5,5<6,0) т.е. обработка возможна.

- основное время при шлифовании:

 мин

где L - длина хода стола в мм

При перебеге круга на сторону, равном 0,5 В_кL=212 мм

h - припуск на сторону, h=0,2 мм

S_о, S_х определены в ходе решения задачи

к - коэффициент точности, учитывающий время на выход, к=1,4

Тогда:

мин

3.9.1 Расчёт режимов резания на чистовое обтачивание наружной поверхности

На токарном станке с ЧПУ 16К20 РФЗ производится чистовое обтачивание наружных поверхностей. Рассчитаем режимы резания для обтачивания - Ø 180 мм. Необходимо расточить D=181,627 до

d=180h9(_-0,115) мм.

Длина обрабатываемой поверхности l=242 мм. Длина вала l₁=568 мм.

Заготовка - поковка из стали 45 с σ_В=598 МПа.

Способ крепления заготовки - в центрах, передний центр плавающий (поводковый патрон). Шероховатость поверхности R_z=20 мкм. Эскиз обработки на рисунке 4.17

Рисунок 3.9.1 - Эскиз обработки вал-шестерни

выбираем режущий инструмент - резец проходной упорный. Материал режущей части - Т5К10, материал державки - сталь 45. Сечение державки резца - ВхН=16х25 мм. Длина резца - 100 - 250 мм, принимаем 150 мм. Геометрические параметры резца: α=8°; γ=10°; φ=90°; φ₁=15°; λ=0° σ=1 мм [35].

определяем глубину резания при снятии припуска за один проход:

мм

выбираем подачу в зависимости от диаметра детали, размера державки резца и глубины резания:

S_о=0,6÷1,2 мм/об,

Принимаем S_о=0,8 мм/об; корректируем подачу по паспорту станка:

S_о=0,8 мм/об.

- назначаем период стойкости резца: Т=60 мин

определяем скорость резания, допускаемую режущими свойствами резца:

,

где С_V=340; х=0,15; у=0,45; m=0,20;    

K_V=K_mV·K·=1,25·0,8·0,65=0,65

;

м/мин (2,6 м/с);

V=157 м/мин

определим частоту вращения шпинделя, соответствующую найденной скорости V_n:

 мин^-1

Корректируем частоту вращения шпинделя по паспорту станка:

n_д=250 мин^-1.

определяем действительную скорость главного движения резания:

м/мин

определяем мощность, затрачиваемую на резание:

;

P_z=10C_p·t^x·S^y·Vⁿ·K_p; где

C_p=300; х=1; у=0,75; т=0,15

K_p=K_mp·K_φp·K_yp·K_xp·K_rp=0,84·0,89·1·1·0,93=0,70;

;

P_z=10·300·0,814¹·0,8^0,75·143^-0,15·0,70=723 Н;

кВт

проверяем, достаточна ли мощность привода станка. Необходимо, чтобы:

N_рез ≤N_шп,

N_шп=N_д·η; по паспорту станка N_д=10 кВт, η=0,75;

N_шп=10·0,75=7,5 кВт,

N_рез <N_шп, (1,69<7,5), т.е. обработка возможна

основное время:

мин,

где i- число рабочих ходов

Длина рабочего хода резца:

 мм

Врезание резца:

мм

Перебег резца Δ=0, т.к. обработка ведётся в упор

i=1, тогда мин

3.10 Нормирование операций технологического процесса

Выполним расчёт Т_шт.к. на токарной операции, выполняемой на станке с ЧПУ 16К20 РФЗ:

,

Т_шт=Т_о+Т_в+Т_об+Т_от, мин

Т_о - основное время, мин; Т_о=1,4 мин

Т_в - вспомогательное время, мин

Т_в=Т_ус+Т_з.о+Т_уп+Т_пз=0,21+0,024+0,015+0,14=0,389 мин,

Т_об=Т_тех+Т_орг=6%Т_о=0,084 мин,

Т_от=2,9 - время перерывов на отдых и личные надобности, мин

Т_шт=1,4+0,389+0,084+2,9=4,8 мин

n_з - размер партии деталей, запускаемых в производство:

,

где Р' - годовой выпуск деталей, шт

S_n - число запусков в год

Подготовительно-заключительное время Т_п.з. при обработке на станках с ЧПУ состоит из:

Т_п.з.=Т_п.з1+Т_п.з2+Т_п.з3;

Т_п.з1=12 мин - для всех станков с ЧПУ;

Т_п.з2=1;

Т_п.з3=9 [4]

Т_п.з.=12+1+9=22 мин,

 мин.

3.11 Проектирование приспособления для фрезерования шпоночного паза

3.11.1 Служебное назначение приспособления

Приспособление предназначено для фрезерования шпоночного паза шириной мм, длиной l=140 мм и глубиной h=10 мм в вал-шестерне. Операция выполняется на вертикально-фрезерном станке модели 654. Приспособление разрабатывается для одновременного обрабатывания двух деталей [36].

3.11.2 Схема базирования заготовки

Заготовку целесообразно разместить в двух призмах. Базирование осуществляется по двум цилиндрическим поверхностям Ø135 мм и Ø160 мм с упором правым торцем вала. Поверхность, воспринимающая зажимную силу - цилиндрическая поверхность Ø144,88 мм. Схема базирования представлена на рисунке 5.1

Рисунок 3.11.2 - Схема базирования вал-шестерни

3.11.3 Расчёт погрешностей базирования

При конструировании приспособления выполняется ряд расчётов, и первым из них - расчёт обеспечения правильного базирования заготовки. Так как заготовка базируется на двух ступенях разного диаметра, то призма под ступень меньшего диаметра должна быть расположена выше призмы под ступень большего диаметра на толщину А прокладки.

Рисунок 3.11.3 - Схема для расчёта толщины прокладки А

 мм

Далее выполним расчёт погрешности базирования. Базирование заготовки в рассматриваемом приспособлении осуществляется в двух призмах с углом α=90^°. Размер глубины шпоночного паза задан размером h₁=10 мм. От верхней образующей шейка вала имеет допуск Td=0,025 мм.

Погрешность базирования:

В нашем случае погрешность базирования меньше допуска размера и точность обработки поэтому обеспечивается.

Определим погрешность базирования по переносу шпоночного паза. Этот перенос может возникнуть в связи с наличием зазоров между стенками среднего (точного) паза стола, имеющего ширину b₁=18^+0,045мм и шпонками приспособления шириной b₂=18_-0,043 мм, находящимися друг от друга на расстоянии L=380 мм. Возможная угловая погрешность определяется по формуле:

 мм

Это значит, что перенос шпоночного паза на длине 100 мм составит 0,02 мм и эту величину можно сравнить с допусками в технических требованиях к детали.

3.11.4 Расчёт сил зажима

К обрабатываемой заготовке приложены силы, возникающие в процессе обработки, имеющая силы зажима и реакции опор. Под действием этих сил заготовка должна находиться в равновесии.

Для определения зажимной силы строим схему к расчётам силы зажима с указанием всех сил, действующих на заготовку в процессе обработки. Схема к расчёту силы зажима изображена на рисунке 5.3.

Рисунок 3.11.4 - Схема для расчёта сил зажима

При закреплении заготовок в призме с углом α, силу закрепления можно найти по формуле:

где f₁=02 - коэффициент трения при контакте заготовки с прихватом;

f₂=0,16 - коэффициент трения при контакте обработанной поверхности заготовки с установочными поверхностями призмы;

k - коэффициент запаса;

R - радиус заготовки, мм.

Момент резания определяем по формуле:

Н·мм,

где D - диаметр фрезы, мм

Окружная сила P_z определяется по формуле:

 Н,

где z=8 - число зубьев фрезы;

n=580 мин^-1 - частота вращения фрезы;

C_p=68,2; х=0,86; у=0,72; u=1,0; q=0,86; w=0

K_mp=1; S=0,013 мм/об - подача; t=8 мм

H

H·м

Коэффициент запаса k, учитывающий нестабильность силовых воздействий на заготовку для обеспечения надёжного закрепления, определяют по формуле:

k=k₀·k₁·k₂·k₃·k₄·k₅·k₆ ,

где k₀=1,5 - гарантированный коэффициент запаса;

k₁=1 - учитывает увеличение сил резания

(для черновой обработки k₁=1);

k₂=1,6 - учитывает увеличение сил резания вследствие затупления инструмента;

k₃=1 - учитывает увеличение сил резания,

если резание непрерывное k₃=1

k₄=1 - характеризует постоянство силы, развиваемое зажимом;

k₅=1

k₆=1

k=1,5·1·1,6·1·1·1=2,4

Если в результате расчёта коэффициент запаса оказывается меньше 2,5 принимают k=2,5.

Сила закрепления заготовки:

Н

Сила на штоке пневмокамеры:

 Н,

где R_пр=100 Н - сила сжатия пружины

Q=2944+100=3044 Н

Принимаем давление воздуха в пневмосети ρ=0,63 МПа и КПД привода η=0,85.

Определяем диаметр пневмокамеры:

,м

0,158м

Округляем до ближайшего стандартного значения и принимаем D= 160 мм согласно ГОСТ 15608 - 81

3.11.5 Описание конструкции приспособления

Общий вид приспособления показан на листе графической части проекта. Приспособление смонтировано на плите 2, на которой установлены две призмы 3, причём в каждой призме могут быть установлены две детали. Валы устанавливаются в две призмы по наружной поверхности, при этом правые торцы валов упираются в упоры 14. Закрепление двух заготовок осуществляется двумя качающимися прихватами 5, укреплёнными на коромыслах 4 осями 8. Коромысло соединено со штоком пневмокамеры 1. Пневмокамера одностороннего действия. Закрепление осуществляется при движении штока пневмокамеры вниз, а раскрепление - при падении давления в пневмокамере за счёт пружины 12. Пневмокамера смонтирована внутри плиты 2 [37].

4. Охрана труда

Понятие охраны труда

Охрана труда представляет собой действующую на основании соответствующих законодательных и иных нормативных актов систему социально-экономических, организационных, технических, гигиенических и лечебно-профилактических мероприятий и средств, обеспечивающих безопасность, сохранение здоровья и работоспособности человека в процессе труда [38].

Право на охрану труда

Право на охрану труда имеют все работники, состоящие в трудовых отношениях с предприятиями, учреждениями, кооперативами, фермерскими (крестьянскими) хозяйствами и другими организациями (в дальнейшем - предприятия) различных форм собственности и хозяйствования, в том числе с отдельными нанимателями; члены кооперативов; студенты высших учебных заведений и учащиеся средних специальных учебных заведений и общеобразовательных школ, проходящие производственную практику и производственное обучение; военнослужащие, привлеченные к работам, не связанным с несением воинской службы; лица, отбывающие наказание по приговору суда, в период их работы на предприятиях, определяемых органами, ведающими исполнением приговоров, а также участники любых других видов трудовой деятельности, организуемой в интересах общества и государства [39].

4.1 Законодательство об охране труда

Законодательство Республики Казахстан об охране труда состоит из настоящего Закона и других законодательных и нормативных актов по безопасности и гигиене труда и производственной среде [40].

Если международными договорами (соглашениями) установлены более высокие требования к охране труда, чем те, которые предусмотрены законодательством Республики Казахстан, то применяются правила международного договора (соглашения).

Основные функции государственного управления охраной труда

Государственное управление охраной труда заключается в реализации принципов национальной политики в республике, разработке законодательных и иных нормативных актов в этой области, а также требований к средствам производства, технологии и организации труда, организации и осуществлении государственного надзора за соблюдением законодательных и иных нормативных актов по охране труда и осуществляет следующие функции:

-  разработку и утверждение межотраслевых нормативных актов, стандартов, правил, норм и проектов законодательных актов по охране труда;

-      разработку государственных целевых программ в области условий и охраны труда;

-      проведение научных исследований по проблемам охраны труда, создание в этих целях соответствующих научных организаций;

-      установление единого порядка учета несчастных случаев на производстве и профессиональных заболеваний; разработку и внедрение согласованной единой системы отчетности по условиям и охране труда, создание информационной базы о состоянии условий и охраны труда на основе автоматизированной системы управления;

-      подготовку ежегодных докладов и информацию населения о состоянии охраны труда в республике, причинах аварий, производственного травматизма и профессиональных заболеваний; организацию пропаганды охраны труда в республике;

-      координацию деятельности, проведение согласованных мероприятий по вопросам предупреждения производственного травматизма и профессиональной заболеваемости;

-      создание и выпуск средств охраны труда, экономическую заинтересованность предприятий в этом деле;

-      распределение ассигнований из республиканского бюджета, выделяемых на охрану труда.

Основные права органов государственного надзора и контроля

Органы государственного надзора и контроля, их уполномоченные должностные лица в своей деятельности не зависят от работодателей, хозяйственных органов, общественных объединений, местных органов государственной власти и управления, действуют в соответствии с положениями, утверждаемыми в порядке, установленном законодательными актами Республики Казахстан.

Уполномоченное лицо органа государственного надзора и контроля имеет право:

беспрепятственно посещать без предварительного уведомления и в любое время предприятия независимо от форм собственности и хозяйствования, получать от министерств, других центральных и местных органов государственного управления, предприятий, работодателей необходимую информацию;

выдавать руководителям и другим должностным лицам предприятий обязательные к исполнению предписания;

приостанавливать (запрещать) эксплуатацию предприятий, отдельных производств, цехов, участков, рабочих мест и оборудования;

налагать штрафы на руководителей, должностных лиц, рабочих предприятий за нарушение законодательных и иных нормативных актов по охране труда, делать представления об отстранении указанных лиц от занимаемой должности, передавать в необходимых случаях материалы в органы прокуратуры для решения вопроса о привлечении их к уголовной ответственности.

Представителям органов государственного надзора и контроля работодатель обеспечивает все необходимые условия для исполнения возложенных на них функций.

Уполномоченные должностные лица органов государственного надзора и контроля несут ответственность за превышение полномочий и применение необоснованных санкций в соответствии с действующим законодательством Республики Казахстан.

Запрещение или приостановление деятельности субъекта малого предпринимательства без судебного решения на срок более 3 дней государственными органами, осуществляющими контрольные и надзорные функции, их уполномоченными должностными лицами допускается в исключительных случаях возникновения аварийной ситуации, непосредственно создающей явную угрозу жизни и здоровью работников, с обязательным предъявлением в указанный срок искового заявления в суд. При этом акт о запрещении или приостановлении деятельности действует до вынесения судебного решения.

Обеспечение здоровых и безопасных условий труда на предприятиях

Условия труда на предприятиях, на каждом рабочем месте должны соответствовать требованиям стандартов, правил и норм по охране труда.

Обеспечение здоровых и безопасных условий труда на предприятиях, организация контроля за состоянием охраны труда и своевременное информирование трудовых коллективов о его результатах возлагаются на работодателя.

Обязательства работодателя по обеспечению здоровых и безопасных условий труда на предприятиях и работников по соблюдению стандартов, правил, норм и инструкций по охране труда предусматриваются коллективным договором.

Работникам предприятий по условиям труда выдаются за счет средств собственника специальная одежда, специальная обувь и другие средства индивидуальной защиты, моющие и дезинфицирующие материалы, молоко, лечебно-профилактическое питание не ниже норм, устанавливаемых государственными органами управления и на основе коллективного договора.

4.2 Охрана труда в учебных мастерских

-   Наличие инструкций по охране труда на рабочих местах. Инструкциями по охране труда должны быть обеспечены все рабочие места. Инструкции утверждаются руководителем образовательного учреждения и на заседании профсоюзного комитета и пересматриваются не реже одного раза в 3 года).

-          Наличие журнала регистрации инструктажа учащихся по охране труда.

-          Наличие и укомплектованность медаптечки. Медаптечка должна быть укомплектована необходимыми для оказания первой помощи медицинскими и перевязочными материалами, которые заносятся в опись, находящейся в аптечке.Рядом с медаптечкой должен быть написан адрес и номер телефона ближайшего лечебного учреждения, а также должна быть инструкция по оказанию первой помощи при травмах).

-          Наличие санитарных носилок.

-