Návrh a výroba šroubového zvedáku

Příklad dobré praxe; téma: Odborné vzdělávání; žákovský projekt; průřezové téma: Informační a komunikační technologie

Autor/autoři: Autor/autoři: Ing. Břetislav Pokorný – odborné teoretické předměty

Škola: Integrovaná střední škola technická Mělník, K učilišti 2566, 27601 Mělník

www.isstechn.cz

 

Uplatnění projektu:

  • obor vzdělání: 23-44-L/01 Mechanik strojů a zařízení; výsledky projektu lze využít rovněž v dalších oborech vzdělání
  • ročník: 3.
  • oblast/oblasti vzdělávání: vzdělávání v informačních a komunikačních technologiích, vzdělávání a komunikace v českém jazyce, výrobky, montáž, servis a oprava výrobků
  • základní vyučovací předmět; příp. mezipředmětové vztahy:

V ISŠT Mělník je projekt realizován v uvedeném oboru vzdělání dle příslušného ŠVP,
a to zejména v předmětech Technologie, Technická měření, Technická dokumentace a Odborný výcvik s přímou vazbou na předměty Technická mechanika, Strojírenská technologie, Technologie montáží, Výpočetní technika, Strojnictví a Český jazyk.

 

Cíle projektu (základní idea/záměr žákovského projektu):

Rozvíjet dovednosti, vědomosti a schopnosti žáků:

a)    vyhledávat a zpracovávat odborné informace;

b)    samostatně řešit odborné problémy;

c)    ovládat a používat odbornou terminologii;

d)    číst a zhotovovat technické výkresy strojních součástí a sestav;

e)    konstruovat jednotlivé strojní součásti, podsestavy a sestavy, vytvářet výrobní výkresy a výkresy sestav s rozpiskami;

f)     používat programy pro podporu projekčních prací CAD;

g)    aplikovat získané technické a technologické poznatky v praxi;

h)    efektivně rozhodovat a organizovat technologické provozní a jiné procesy;

i)      volit vhodný materiál a jeho tepelné a chemicko-tepelné zpracování;

j)      navrhovat různé přeměny polotovaru ve finální výrobek;

k)    navrhovat nástroje, přípravky a zařízení, s jejichž pomocí bude uskutečňovat přeměnu polotovaru ve výrobek;

l)      používat metody kontroly a řízení jakosti a spolehlivosti výrobků;

m)  aplikovat zásady statiky, pružnosti a pevnosti v praxi;

n)    prohlubovat všeobecné znalosti v oblasti normalizace a standardizace;

  • o)    pracovat s měřidly a přístrojovou technikou při výrobě a kontrole výrobků;

p)    provádět pevnostní výpočty spojovaných součástí a dílů;

q)    využívat programy MS Office, pracovat s internetem;

r) osvojit si dovednosti potřebné k výrobě daného výrobku;

s)    zodpovědně plnit úkoly na svěřeném pracovišti, pracovat v týmu;

t) prezentovat prostřednictvím programů výpočetní techniky výsledky své práce.

Anotace:

Projekt je zaměřen na výpočet, návrh a výrobu šroubového zvedáku různými technologiemi výroby jednotlivých součástí, vlastní výrobu součástí, sestavení, proměření a vyzkoušení. Žáci podle stanoveného zadání postupně provádějí potřebné výpočty pro návrh vřetene zvedáku, matice zvedáku, stojanu i způsob obsluhy navrženého zvedáku (ručně, strojně). Po počáteční výpočtové části následuje část grafická, ve které je návrh daného výrobku převeden prostřednictvím konstrukčního programu CAD do 2D i 3D zobrazení, zpracována prezentace a obhajoba navrženého řešení. Podle nejlepšího návrhu je s přihlédnutím k výrobním možnostem školních dílen zhotoven zvedák, provedeno jeho proměření a přezkoušení funkčnosti. Následuje závěrečná prezentace výrobku.

 

Klíčová slova:

šroubový zvedák, výpočty, návrh řešení a výroba, montáž, přezkoušení, prezentace


Typ projektu:

  • délka realizace: 6 měsíců
  • dle počtu zúčastněných: jde o zpočátku individuální a následně skupinový/třídní projekt. V počáteční fázi projektu každý žák pracuje samostatně až do prezentace a obhajoby řešení, které navrhl. Společně a ve vzájemné kooperaci žáků probíhá realizace nejlepšího návrhu ve školních dílnách i závěrečná prezentace a vyhodnocení projektu.
  • dle místa realizace: V ISŠT Mělník je projekt zpracováván jako kombinovaný, studium dokumentace a přípravu prezentace žáci řeší v odborných učebnách, učebně výpočetní techniky, výrobu zvedáku provádějí na pracovišti školních dílen.


Výstupy projektu:

Výsledkem projektu je zhotovení šroubového zvedáku jako nástroje sloužícího k danému účelu. Zvedák i zpracované dílčí výstupy projektu lze využívat jako didaktickou pomůcku.

Dílčí výstupy:

-          výrobní výkresová dokumentace jednotlivých součástí a podskupin

-          technologická dokumentace (výrobní postupy)

-          prezentace výrobku pomocí počítačových programů-výpočetní techniky (CAD, PPT apod.)

-          fotografická a video dokumentace projektu

-          projektová dokumentace jednotlivých variant návrhů šroubového zvedáku

-          školní i veřejná prezentace nejlepšího návrhu na webových stránkách školy


Obsah projektu

Jednotliví žáci podle stanoveného zadání:

-   prostudují dostupnou dokumentaci a navrhnou vlastní variantu řešení šroubového zvedáku

-   stanoví a vypočtou potřebné rozměry a parametry jednotlivých částí šroubového zvedáku, určí druhy polotovarů s přihlédnutím k vybavení a možnostem školních dílen a vzhledem k dostupnosti navržených materiálů

-   zpracují výkresovou dokumentaci jednotlivých součástí šroubového zvedáku v konstrukčním programu CAD v provedení 2D a3D

-   připraví prezentaci a obhajobu řešení, které navrhli (Power-Point, formát PDF)

Společně žáci:

-   vyberou nejlepší řešení a postupně je realizují ve školních dílnách: zhotovují jednotlivé díly a podsestavy zvedáku (vřeteno zvedáku – trapézový závit a jeho proměření, matici zvedáku, stojan, ložisko) provedou jejich proměření i přezkoušení funkčnosti

-   proměří parametry hotového výrobku – šroubového zvedáku

-   přezkoušejí funkčnost vlastní sestavy šroubového zvedáku

-   uspořádají závěrečnou prezentaci a provedou vyhodnocení celého projektu


Realizace a organizační zajištění projektu:

projekt je rozvržen na časové období 6 měsíců. Během této doby žáci postupně a v příslušné návaznosti vykonávají uvedené úkoly. Výsledky a provázanost jednotlivých aktivit je vyučujícím průběžně kontrolována a hodnocena od počátečního zadání projektu po konečnou montáž a přezkoušení šroubového zvedáku, závěrečnou prezentaci a vyhodnocení projektu. Postup i výsledky projektu jsou průběžně prezentovány formou obhajoby navrženého řešení a také zveřejňováním vytvářené fotografické a video dokumentace na školních nástěnkách i nástěnce třídy.

Přibližný časový harmonogram projektu:

-   zadání projektu, studium dokumentace cca 3 týdnů, příp. od–do

-   zpracování vlastních návrhů možných řešení – výpočty, výběr polotovarů, tvorba dokumentace cca 3 měsíce

-   příprava prezentace, výběr nejlepšího řešení cca 3 týdny

-   průběžné zhotovování šroubového zvedáku (praktické práce ve školních dílnách) cca 5 týdnů včetně přezkoušení a kontroly funkčnosti výrobku

-   závěrečná prezentace a vyhodnocení projektu cca 2 týdny


Nutné prostředky pro řešení projektu:

Realizace projektu nevyžaduje zvláštní či mimořádné finanční prostředky. V ISŠT Mělník projekt probíhá v odborných učebnách, učebně výpočetní techniky a v prostorách školních dílen. Je řešen výhradně s využitím stávajícího strojního a měřicího vybavení školních dílen a za použití dostupného materiálu včetně kovového odpadu. Rovněž využívání výpočetní a didaktické techniky a softwarového vybavení zohledňuje stávající vybavení školy výpočetní a didaktickou technikou.


Vyhodnocení výsledků a hodnocení žáků:

Výsledné hodnocení žáků vyplývá z průběžné klasifikace dílčích úkolů, které žáci plní v souvislosti se zpracováním návrhů na řešení šroubového zvedáku a prováděním praktických prací při jeho výrobě. Využívá se i orientační ústní přezkoušení vědomostí žáka.

Hodnotí se:

  • rozpracovanost projektu vypracovaného jednotlivcem i výsledky skupinové práce,
  • práce s odbornou literaturou, vyhledávání potřebných informací v literatuře i na internetu,
  • praktické práce ve školních dílnách,
  • prezentace a obhajoba řešení navrženého žákem,
  • samostatná práce při vytváření výkresové dokumentace pomocí CAD systémů a ostatního softwarového vybavení (PPT, Word, formátu PDF).

Při klasifikaci je kladen důraz na ucelenost, přesnost a rozsah vědomostí a poznatků žáka, rozsah a kvalitu zpracované výkresové dokumentace, tvořivost, úroveň prezentace pracovních výsledků a schopnost zobecňovat a využívat zkušenosti a poznatky získané při praktických činnostech.

V předmětu Odborný výcvik se hodnotí zejména zvládání praktických činností a úroveň osvojení praktických dovedností a návyků, využití získaných teoretických vědomostí v praktických činnostech, vztah k práci a k pracovnímu kolektivu, aktivita, samostatnost a iniciativa.

Dílčí hodnocení žáka se promítá i do klasifikace v příslušných odborných předmětech: Technologie, Technologie montáží, Výpočetní technika, Technická měření a Odborný výcvik. Takto jsou prohlubovány jejich mezipředmětové vztahy vyjádřené v ŠVP.

 

Použitá literatura a jiné zdroje:

  • pro řešitele projektu (pro žáky):
  • použitá autorem při tvorbě/přípravě:

-    identická

  1. HLUCHÝ, M.; HANĚK,V. Strojírenská technologie 2, Praha, Scientia spol.s r.o., 2001
  2. KŘÍŽ, R. a kol. Strojírenské konstrukce I, Praha, SNTL 1986
  1. ŘASA, J.; ŠVERCL, J. Strojnické tabulky 1, Praha, Scientia spol.s r.o., 2004
  2. ŘASA, J.; ŠVERCL, J. Strojnické tabulky 2, Praha, Scientia spol.s r.o., 2005
  3. ŘASA, J. a kol. Strojírenská technologie 3, Praha, Scientia spol.s r.o., 2005
  4. ŘASA, J. a kol. Strojírenská technologie 4, Praha, Scientia spol.s r.o., 2003
  5. ŘEŽÁBEK, A. Stavba a provoz strojů 1, Praha, Scientia spol.s r.o., 2006
  6. ŠULC, J. a kol. Technická měření, SNTL, Praha 1980

 

Reflexe projektu (co se dělo, jaký to má význam pro rozvoj klíčových kompetencí):

V průběhu projektu si žáci zároveň s odbornými vědomostmi a dovednostmi ze svého oboru (viz Cíle projektu) osvojují mnohé klíčové kompetence. V počáteční etapě řešení projektu, zejména při provádění potřebných výpočtů a zvažování různých variant řešení šroubového zvedáku, se významně utvářejí matematické kompetence a kompetence k řešení problémů. Samostatné studium příslušné dokumentace směřuje k prohlubování kompetencí k učení, které se různými způsoby (pozorování, praktické provádění, zkušenost apod.) rozvíjejí rovněž při praktických činnostech žáků v dílnách. Práce v aplikačních programech (CAD systémy) při tvorbě výkresové dokumentace a příprava vlastních prezentací s využitím dalšího počítačového softwarového vybavení podporuje rozvoj kompetencí k využívání prostředků informačních a komunikačních technologií. Při prezentacích a obhajobě navržených řešení se prohlubují zejména komunikativní kompetence a kompetence k práci s informacemi. Kompetence k pracovnímu uplatnění i personální a sociální kompetence si žáci osvojují v průběhu řešení v podstatě všech složek projektu, ovšem z hlediska utváření pozitivního vztahu k manuální práci a rozvoje schopností vzájemné spolupráce k nim přispívají zejména praktické práce na dílenských pracovištích.

 

Komentář:

Obdobně jako u projektu Tvorba didaktických pomůcek – řezné nástroje je i zde velkým přínosem širší praktická využitelnost výsledků projektu. Zaměření projektu na reálný cíl – výrobu plně funkčního pracovního nástroje a následné uplatňování prací jednotlivých žáků jako didaktických pomůcek v jiných oborech vzdělání (v ISŠT Mělník jde o obory 23-51-H/01 Strojní mechanik a 23-43-L/51 Provozní technika), má významnou motivační funkci. Rovněž začlenění prvku soutěžení do projektu (nejlepší práce žáků budou zveřejňovány na webových stránkách školy, výrobek bude sloužit pro prezentaci školy při různých akcích), podporuje ochotu žáků aktivně se zapojit do řešení projektu a podávat zde co nejlepší výsledky.