Zvyšování kompetencí pedagogických pracovníků při tvorbě výukových objektů a využívání
e-learningových aplikací v odborných předmětech strojírenských
CZ.1.07/1.3.44/02.0026
STUDIJNÍ MATERIÁLY
VYUŽITÍ CAD TECHNOLOGIÍ PŘI TVORBĚ
VÝUKOVÝCH OBJEKTŮ
OPAVA 2014
.
Studijní materiály Využití CAD technologií při tvorbě studijních materiálů byly vytvořeny
v rámci projektu „Zvyšování kompetencí pedagogických pracovníků při tvorbě výukových
objektů a využívání e-learningových aplikací v odborných předmětech strojírenských“,
reg. číslo: CZ.1.07/1.3.44/02.0026.
Organizace: Střední škola technická, Opava, Kolofíkovo nábřeží 51, příspěvková organizace
Autor: Ing. Jiří Schreier, Bc. Jiří Kaláč
Jazyková korektura nebyla provedena, za jazykovou stránku odpovídá autor.
OBSAH
1 Výukové objekty ................................................................................................................. 2
1.1 Definice výukového objektu ........................................................................................ 2
1.2 Znovupoužitelnost ....................................................................................................... 2
1.3 Úložiště výukových objektů ......................................................................................... 3
1.4 Dostupná úložiště v ČR ................................................................................................ 3
2 DIDAKTICKÉ PROSTŘEDKY .................................................................................................. 5
2.1 Volba učebních pomůcek a zásady jejich aplikace ...................................................... 5
2.2 Didaktická technika ve výuce odborných předmětů ................................................... 7
2.2.1 Dataprojektor ....................................................................................................... 8
2.2.2 Vizualizér .............................................................................................................. 8
2.2.3 Interaktivní tabule ................................................................................................ 9
2.3 Tvorba modelů s využitím CAD technologií a 3D skenování ..................................... 10
2.3.1 3D modelování ................................................................................................... 10
2.3.2 Technologie 3D skenování .................................................................................. 12
2.3.3 Technologie 3D tisku .......................................................................................... 13
3 Výukové materiály pro výuku předmětu Strojnictví ........................................................ 15
3.1 Tvorba výukových objektů ......................................................................................... 15
3.2 Příklad využití výukových objektů při tvorbě výukových materiálů .......................... 16
Seznam použité literatury ........................................................................................................ 18
Seznam příloh ........................................................................................................................... 19
1
ÚVOD
Projekt „Zvyšování kompetencí pedagogických pracovníků při tvorbě výukových objektů a
využívání e-learningových aplikací v odborných předmětech strojírenských“ reaguje na
vzdělávací potřeby pedagogických pracovníků v oblasti ICT a implementací moderních
vzdělávacích technologií, metod a forem vzdělávání do výuky.
Jedním z předmětů, kde se změnila koncepce vzdělávání je technická dokumentace. Ruční
kreslení je nahrazeno CAD technologiemi, vznikají nové obory jako např. reverzní inženýrství.
Také normy týkající se zhotovování technické dokumentace zaznamenaly spoustu zásadních
změn. To vyžaduje, aby pedagogičtí pracovníci byli vybaveni nejen potřebnými
pedagogickými kompetencemi, ale aby v rámci odborných částí výuky bylo vyučováno podle
současných potřeb praxe.
Cílem vzdělávacího programu Využití CAD technologií při tvorbě výukových objektů je
posílení odborných kompetencí pedagogických pracovníků zaměřené na využití CAD
technologií pro tvorbu 3D modelů, včetně 3D tisku a tvorbu výkresové dokumentace
strojních součástí.
1 VÝUKOVÉ OBJEKTY
Představme si modelovou situaci:
Učitel se připravuje na vyučování konkrétního vzdělávacího tématu a dojde k přesvědčení, že
pro splnění jím stanoveného výukového cíle by bylo výhodné využít počítač. Představuje si, že
za pomocí datového projektoru, který je ve třídě společně s učitelským počítačem
nainstalován, by mohl všem žákům přehrát vhodnou video ukázku, která se tématu hodiny
dotýká a následně využít několik aktivit, které se k video ukázce váží. Jenže kde video ukázku
a popis návazných aktivit získat?
Uvedená situace není nijak nereálná a převedeno na konkrétní probírané učivo se s ní denně
potýkají učitelé po celém vyspělém světě. Aby bylo učení v již tak komplikovaném
jednadvacátém století jednodušší, vznikají úložiště výukových objektů. Jejich zřizovateli jsou
ministerstva, vysoké školy, neziskové organizace atp. – zkrátka všichni, kdo chtějí učitelům
pomoci s přístupem k výukovým materiálům v digitální podobě.
1.1 Definice výukového objektu
Za výukový objekt se považuje jakýkoli digitální zdroj, který může být opětovně využit pro
podporu vzdělávání.
Výukový objekt je jakákoli digitální nebo nedigitální entita, která může být použita v učení,
vzdělávání a výuce. (IEEE)
Vlastnosti výukového objektu:
malá část výukového obsahu, specifikována cílem výkonu, aktivitou, vyhodnocením
žáka
základní stavební prvek e-learningu, slouží k výstavbě lekce, k osvojení učiva malého
rozsahu
Formy výukových objektů:
obrázky
zvuky
videa
texty
animace
1.2 Znovupoužitelnost
Původní myšlenkou pro vznik elektronických výukových objektů byla snaha autorů e-
learningových kurzů ušetřit si práci při jejich sestavování a využít již jednou vytvořená data.
Cílem bylo rozdělit komplexní kurzy elektronického vzdělávání do monotematických,
kontextově nezávislých, znovupoužitelných částí, které budou dostupné pro vytváření dalších
a dalších kurzů e-learningu a tyto objekty nabídnout recipročně ostatním.
3
Aby učitel vhodný výukový objekt nalezl, musí jej autor detailněji popsat. Pro třídění,
procházení a vyhledávání výukových objektů je nutné je opatřit specifickým typem informací
o jejich obsahu, autorovi, apod.
Tato „data o datech“ se nazývají metadata. A aby bylo popisování objektů jednotné, existují
standardy a specifikace, které slouží pro definici metadatových struktur (např. specifikace
Dublin Core nebo standard Learning Object Metadata – LOM).
1.3 Úložiště výukových objektů
Úložiště digitálních objektů je definováno jako kolekce zdrojů, přístupných prostřednictvím
počítačové sítě, aniž by bylo nutné předem znát strukturu kolekce.
Webové stránky úložišť mají zpravidla hierarchickou strukturu podobnou takovému
uspořádání dokumentů, jaké známe ze souborového systému našich počítačů. Jednotlivými
složkami mohou být například vzdělávací oblasti podle rámcových vzdělávacích programů.
Obecně lze úložiště rozdělit na dva typy:
úložiště, na jehož serverech jsou uloženy všechny soubory, ze kterých se výukový
objekt skládá, typickým příkladem je digitální knihovna vzdělávacích materiálů Dilleo
metadatový vyhledávač objektů, který funguje na principu odkazů – jednotlivé
objekty jsou zde indexovány formou metadat, samotné výukové objekty nejsou
serverem shromažďovány. Příklady takových úložišť jsou: Evaluační web, Gateway to
21st Century Skills nebo MERLOT.
1.4 Dostupná úložiště v ČR
V České republice existuje několik různě vyspělých a zaměřených úložišť výukových objektů,
které jsou zaměřeny na studenty či učitele. Mezi nejvýznamnější z nich patří:
Evaluační web MŠMT
Jedná se o odkazovník, který indexuje pouze popisky (metadata) výukových objektů. Cílovou
skupinou jsou pedagogičtí pracovníci základních a středních škol, není třeba se registrovat.
Lze vybírat z nabídky vzdělávacích softwarů, informačních zdrojů a výukových objektů. Každý
zaregistrovaný objekt byl evaluován dvěma recenzenty, jejichž recenze si v systému mohou
návštěvníci přečíst.
Dilleo
Slouží, jako úložiště garantovaných výukových objektů. Vzniklo jako projekt Socrates a v
současné době na něm aktivně spolupracuje pět univerzit. Databáze obsahuje více než 750
objektů, které svou kvalitou odpovídají vysokoškolským skriptům. Cílovou skupinou jsou
nejen vysokoškolští studenti, ale také vysokoškolští učitelé. Pro získání přístupu k uloženým
objektům je nutná registrace a následné schválení administrátorem systému.
4
Telmae
EduPort Telmae – je otevřený, editovaný zdroj vzdělávacích objektů pro učitele, jehož
provozovatelem je Matematicko-fyzikální fakulta Univerzity Karlovy v Praze. Registrovaní
uživatelé mohou vkládat vlastní objekty, které před zveřejněním procházejí křížovou recenzí.
Edubrána
Není klasickým úložištěm, ale pouze vstupní branou do více úložišť (Dilleo, Telmae).
Wikisource
Nejedná se v pravém smyslu o úložiště výukových objektů určené pedagogické veřejnosti, ale
o projekt nadace Wikimedia, který se zabývá uchováváním volně dostupných dokumentů.
DUMy.cz
DUMy.cz je internetový portál, který má za cíl sdílení a archivaci digitálních učebních
materiálů (DUM). Využití všech publikovaných materiálů ve výukovém procesu bude zcela
legální a pro jejich použití nebude nutná registrace. Díky hodnocení kvality obsahu lze odlišit
materiály s přínosnějším obsahem.
5
2 DIDAKTICKÉ PROSTŘEDKY
Didaktické prostředky jsou předpokladem kvalitní a úspěšné výuky. V současné době si
nedokážeme představit učitele, který by při výuce nepoužíval žádný z didaktických
prostředků. Nasazení moderních didaktických prostředků do výuky umožňuje účinnější
využití výukových metod, učitelům pomáhají didaktické prostředky usnadnit výuku a učinit ji
zajímavější. Žákům napomáhají didaktické prostředky k lepšímu a rychlejšímu pochopení a
zvládnutí učiva a tím přispívají k dosažení všech cílů v procesu výuky.
V literatuře se můžeme setkat s různými způsoby chápání didaktických prostředků.
Maňák1 chápe didaktické prostředky jako předměty a jevy sloužící k dosažení vytyčených
cílů. Mezi didaktické prostředky patří materiální prostředky, které zajišťují, podmiňují a
zefektivňují průběh vyučovacího procesu. Spolu s materiálními prostředky, vyučovací
metodou a formou výuky lze dosáhnout výchovně vzdělávacích cílů.
Vedle pojmu didaktické prostředky jsou také zmiňovány pojmy didaktická technika a učební
pomůcky. Pedagogický slovník2 definuje didaktickou techniku jako technická zařízení, která
jsou využívána za účelem zefektivnění výuky. Didaktickou technikou se rozumí buď jen
přístroje, nebo i jejich programy. Obvykle se rozlišuje didaktická technika tradiční
(diaprojektor, zpětný projektor a filmový projektor) a moderní (počítač s didaktickým
programem, jazyková laboratoř, multimediální výukový systém aj.).
Učební pomůcky jsou definovány jako předměty zprostředkující nebo napodobující realitu,
napomáhající větší názornosti nebo usnadňující výuku, např. přírodniny, obrazy, schémata,
symboly a modely. Současná nabídka učebních pomůcek zahrnuje širokou škálu auditivních,
vizuálních, obrazových a technických pomůcek, které jsou součástí vyučování.
2.1 Volba učebních pomůcek a zásady jejich aplikace
J. A. Komenský: „Proto budiž učitelům zlatým pravidlem, aby všecko bylo převáděno
smyslům, kolika možno. Tudíž věci viditelné zraku, slyšitelné sluchu, vonné čichu, chutnatelné
chuti a hmatatelné hmatu; a může-li něco býti vnímáno najednou více smysly, budiž to
předváděno více smyslům,…“.
Využití učebních pomůcek a didaktické techniky velmi úzce souvisí se skutečností, jakým
způsobem člověk přijímá informace ze svého okolí. Nejvíce informací člověk přijímá:
zrakem (87 %)
sluchem (9 %)
ostatní smysly (4 %)
1 MAŇÁK, Josef. Nárys didaktiky. 3. vyd. Brno: Masarykova univerzita v Brně, 2003, 104 s. ISBN 80-210-3123-9.
2 PRŮCHA, Jan, Eliška WALTEROVÁ a Jiří MAREŠ. Pedagogický slovník. 4. vyd. Praha: Portál, 2003, 322 s. ISBN 80-717-8772-8.
6
Z uvedených skutečností by měly učební pomůcky sloužit především k vizualizaci
předávaných informací.
Didaktické prostředky a učební pomůcky pomáhají konzervovat podstatné části učiva.
Neméně důležité je i zapojení mnoha smyslů do procesu učení a realizace aktivních učebních
činností s didaktickými prostředky. Člověk si pamatuje:
20 % z toho, co slyší
30 % toho, co vidí
50 % toho, co vidí a slyší
70 % toho, o čem sám mluví
90 % toho, co sám koná
V dnešní době existuje široká škála učebních pomůcek vhodných pro využití. Zařazení
učebních pomůcek do výuky nemusí mít vždy pozitivní přínos. Při nesprávném didaktickém
využití může být účinek i kontraproduktivní, což platí zejména při jejich nepřiměřeném
využívání.
Moderní vyučovací prostředky jsou nezbytnou součástí vyučování, nikdy však nemohou
nahradit učitele. Sebedokonalejší a sebemodernější učební pomůcky budou vždy jen
prostředkem, nikoliv cílem vyučování. Svou funkci splní jen tehdy, když je bude učitel
využívat v souladu s didaktickými zásadami a metodami výuky. Učitel musí ze souboru
učebních pomůcek vybírat na základě určitých hledisek, viz Obr. 1: Faktory ovlivňující volbu
učební pomůcky.
Obr. 1: Faktory ovlivňující volbu učební pomůcky
3
3 zdroj: DOSTÁL, Jiří. Učební pomůcky a zásada názornosti. 1. vyd. Votobia Olomouc, 2008, 40 s. ISBN 978-80-
7409-003-5. Dostupné z: http://www.tykva.net/files/UJAK/ucebni_pomucky.pdf
7
Obecná pravidla pro zacházení s učebními pomůckami:
výběr vhodných pomůcek musí být zajišťován dlouhodobě
ověření funkce pomůcky v přípravě na vyučování
výběr pomůcky s ohledem na charakter vyučovaného předmětu a věk žáků
příprava potřebného materiálu pro provoz pomůcky, ověření bezpečnostních
opatření
určení fáze vyučovacího procesu, v níž bude pomůcky využito
uvádění pomůcek v pravý čas a na správném místě
jev, který pomůcka znázorňuje, je třeba předvádět ve vývoji
učební pomůcky musí být v souladu se zvolenými vyučovacími metodami a formami
názorné působení učební pomůcky nesmí potlačovat rozvoj abstraktního myšlení
žáků
Ne vždy lze zajistit, aby byly ve výuce přítomny skutečné předměty a jevy, anebo aby výuka
probíhala v reálném prostředí. V tomto případě je vhodné zajistit alespoň jejich modely nebo
vyobrazení tak, aby bylo možné skutečné prostředí žákům co nejvěrohodněji přiblížit.
Náhradu skutečnosti lze provádět různými způsoby na několika stupních abstrakce, viz Obr.
2: Stupně abstrakce při využití různých didaktických prostředků.
Obr. 2: Stupně abstrakce při využití různých didaktických prostředků4
2.2 Didaktická technika ve výuce odborných předmětů
Didaktická technika může být za použití multimediální vyučovací metody ve výuce odborných
předmětů využita pro dosažení efektivnějších vzdělávacích výsledků. Zpětný projektor,
vizualizér, osobní počítač, dataprojektor, interaktivní tabule, tablet, elektronické hlasovací
4 zdroj: DOSTÁL, Jiří. Učební pomůcky a zásada názornosti. 1. vyd. Votobia Olomouc, 2008, 40 s. ISBN 978-80-
7409-003-5. Dostupné z: http://www.tykva.net/files/UJAK/ucebni_pomucky.pdf
8
zařízení, televize, video, DVD představují didaktickou techniku, jejichž použití je vhodné a
někdy i nezbytné ve vyučování strojírenských odborných předmětů.
2.2.1 Dataprojektor
Dataprojektory patří mezi projekční techniku, která snímá pracovní plochu počítače učitele
do prostoru třídy. Ve vyučování může být uplatněn pro výklad látky, kdy má učitel
vytvořenou prezentaci v digitální podobě, ale i při opakování, zadávání úloh, procvičování
učiva, didaktických testech, písemných pracích a dalších činnostech, kdy je třeba zobrazit
třídě informace uložené v počítači.
Moderní a lehké mobilní projektory dnes nabízejí vysoký světelný výkon pro kvalitní obraz i
při vyšší hladině osvětlení v místnosti a mnoho dalších užitečných funkcí. Lze jimi promítat
nejen to, co máme pro výuku připraveno ve svém PC, ale také informace napojením na síť
internetu nebo intranetu. Dataprojektory lze využít jako DVD přehrávače, přijímače TV
vysílání nebo ke snímání textu a dalších pomůcek připojením k vizualizéru. Velmi užitečné je
propojení dataprojektoru s interaktivní tabulí.
2.2.2 Vizualizér
Vizualizér, viz obr. 3, je zařízení, které svou podobou připomíná zpětný projektor. Ve
vyučování však nabízí podstatně širší možnosti využití. Přístroj zachycuje informaci přímo
z průsvitné či neprůsvitné předlohy (fotografie, knihy, letáky, příručky aj.). Snímán může být i
trojrozměrný objekt nebo okolní prostor. Vizualizér z nedigitální předlohy vytváří digitální
záznam, který je zvětšen a prostřednictvím datového projektoru zobrazen na projekční
plátno. Digitální záznam může být uložen do paměti počítače, u některých vizualizéru do
paměti zařízení.
Obr. 3: Vizualizér
Funkce vizualizéru spočívá v nasvícení předmětu postranními zářivkovými svítidly, průhledný
materiál je nasvícen ze spodní strany, a snímaný obraz se pak zobrazuje přes dataprojektor
na projekční ploše.
9
Výhodu tohoto zařízení je v možností využití široké škály tištěných informací, aniž bychom je
museli předem složitě zpracovávat, nehrozí ani poškození materiálů, ke kterému dochází,
posíláme-li je žákům na ukázku do lavic. Velkou výhodou je také snímání trojrozměrných
předmětů, u kterých není vhodné kolování po třídě.
2.2.3 Interaktivní tabule
V současné době se používají dva typy tabulí: Interaktivní tabule Smart Board, viz Obr. 4, a
Activ Board. Užitná hodnota obou typů je přibližně srovnatelná. Hlavní rozdíl nalezneme v
principu práce s tabulí a v odolnosti proti poškození.
Smart Board
Kombinuje výhody běžné tabule a velké dotykové obrazovky. Pro psaní a ovládání není
potřeba speciální pero, stačí pouhý prst, ukazovátko či tužka. Zápisy, nakreslené obrázky a
grafy lze přenést a uložit do počítače. Práce s tímto typem tabule je jednoduchá, povrch je
ale citlivý k mechanickému poškození.
Obr. 4: Interaktivní tabule Smart Board
Activ Board
Tento typ byl vyvinut pro potřeby školství, má tvrdý povrch, který není náchylný k poškození.
K psaní na dotykovou tabuli a práci s ní je ale nutné speciální elektronické pero, které nelze
nahradit jinou pomůckou. Activ Board může být používán jako klasická bílá školní tabule,
povrch je upraven k psaní běžnými stíratelnými popisovači. Zápis napsaný fixem se však
neukládá do počítače.
Speciální software SMART Notebook vyvinutý pro interaktivní tabule umožňuje vytvářet
multimediální interaktivní prezentace. Vše může následně uložit, vyexportovat do jiných
10
formátů (pdf, ppt, html aj.) a tisknout ve formě pracovních listů, upravovat a přizpůsobit
vzdělávacím potřebám žáků.
Interaktivní tabuli lze doplnit hlasovacím systémem. Pomocí hlasovacího systému lze rychle a
snadno ověřit znalosti žáků. Díky využití přirozené hravosti a soutěživosti žáků je zde
zaručena motivace žáků a učiteli se dostává kompletní přehled o znalostech celé třídy.
2.3 Tvorba modelů s využitím CAD technologií a 3D skenování
3D CAD softwarové produkty nabízejí komplexní a flexibilní sadu softwarových nástrojů pro
3D strojírenské navrhování, simulaci výrobků, tvorbu nástrojů, zakázkový vývoj a komunikaci
návrhů. Umožňují navrhovat, prezentovat a simulovat výrobky na přesném 3D modelu
předtím, než dojde k jejich výrobě. Vytváření digitálních prototypů v CAD aplikacích pomáhá
firmám navrhovat dokonalejší výrobky, snižovat náklady na vývoj a rychleji uvádět výrobky
na trh. 3D skenery slouží k rychlé a přesné digitalizaci reálných dílů.
Právě pro tyto výše zmiňované skutečnosti lze uvedené technologie využít při tvorbě
výukových materiálů v odborných strojírenských předmětech.
Současný stav na středních odborných školách je neuspokojivý. Modely, které byly používány
ve výuce, již dosluhují a nové se nevyrábějí. Pokud ano, pak jsou pro školy finančně náročné.
Jedna z cest, jak přiblížit žákům skutečné strojní součásti, je jejich zobrazení ve virtuální
realitě, popřípadě možnost vytištění trojrozměrných modelů.
2.3.1 3D modelování
CAD systémy (Computer Aided Design – počítačem podporované navrhování) umožňují
vytvářet objekty ve dvou nebo trojrozměrném prostoru. Výstupem CADu mohou být
technická dokumentace nebo 3D modely, viz Obr. 5: Vizualizace 3D modelů (Autodesk
Inventor).
Obr. 5: Vizualizace 3D modelů (Autodesk Inventor)
11
Autodesk Inventor obsahuje špičkové vizualizační nástroje, které zpřehledňují práci s
modelem a dávají lepší představu o výsledné podobě výrobku. Uživatel pracuje s texturami
reálných materiálů, rozmisťuje světla, nastavuje stíny a vytváří prostředí, kde je výrobek
umístěn.
Další možností prezentace modelů je využití komunikačního formátu DWF. S těmito daty lze
pracovat buď ve volně dostupném programu Design Review, viz Obr. 6: Ukázka prezentace
3D modelů v Design Review, nebo v aktuálním internetovém prohlížeči (Internet Explorer,
Firefox).
Obr. 6: Ukázka prezentace 3D modelů v Design Review
Aplikace umožňuje vytvářet jednoduché animace, viz Obr. 7: Ukázka rozkladu strojních
zařízení, což lze využít ve výuce strojírenských předmětů ke tvorbě servisních manuálů,
montážní dokumentace, instruktážních videí, apod. Výstup lze publikovat do řady formátů -
doc, flash, avi, pdf.
12
Obr. 7: Ukázka rozkladu strojních zařízení
2.3.2 Technologie 3D skenování
Ruční 3D scanner, viz obr. 8, je zařízení pro přenos skutečných prostorových tvarů do
virtuálních 3D modelů. Skener při své práci shromažďuje pomocí různých technologií údaje o
tvaru a vzhledu snímaného předmětu.
Shromážděné informace jsou pak základem pro tvorbu digitálního trojrozměrného modelu.
Výsledná data lze dále zpracovávat pro různé účely pomocí speciálního software.
Podle použité snímací technologie se 3D skenery dělí na bezkontaktní a dotykové.
Obr. 8: Ruční 3D scanner
13
Ruční 3D skenery umožňují 3D skenování objektů bez nutnosti použití referenčních značek.
Kamera nasnímá objekt v reálném čase a převede jej do 3D modelu. Výhodou tohoto řešení
je, že během několika minut lze naskenovat a přenést do 3D modelu jakýkoliv objekt.
Výstupním 3D formátem je polygonová optimalizovaná síť (soubory s příponou *. stl), kterou
lze dále zpracovávat v prostředí CAD (tvorba plošných modelů), CAE (analýzy), CAM (přímé
obrábění), Rapid Prototyping (přímá výroba kovových nebo plastových prototypů).
2.3.3 Technologie 3D tisku
Všechna zařízení na výrobu 3D modelů pracují na principu rozložení počítačového modelu do
tenkých vrstev a jejich následném sestavení do reálného modelu v pracovním prostoru
tiskárny. Na rozdíl od klasického obrábění se materiál neubírá, ale naopak je po vrstvách
přidáván. Model je stavěn na základní desce, která po dokončení každé vrstvy poklesne dolů
právě o tloušťku této vrstvy.
Obr. 9: 3D tiskárna PROFI3DMAKER
3D tiskárna PROFI3DMAKER, viz obr. 9, pracuje s trojrozměrným počítačovým modelem ve
formátu *.stl. Dosahovaná přesnost tisku je 0,1 mm ve vodorovném rozlišení a 0,08 mm ve
výšce jednotlivých vrstev. Výplň lze nastavit od plné (stoprocentní), přes vyplnění sloupky
podobnými včelí pláství, až po vláskové vyplnění. 3D modely strojních součástí, viz obr. 10,
lze tisknout z různých materiálů, většinou z plastů.
14
Obr. 10: 3D modely strojních součástí
15
3 VÝUKOVÉ MATERIÁLY PRO VÝUKU PŘEDMĚTU STROJNICTVÍ
3.1 Tvorba výukových objektů
Pro tvorbu výukových objektů byla použita CAD technologie. Jednotlivé virtuální modely
hřídelových spojek byly vymodelovány pomocí software Autodesk Inventor 2008. Modely
určené pro studijní materiály lze pro větší názornost vizualizovat, jednotlivé součásti barevně
odlišit nebo vytisknout pomocí 3D tiskáren.
Obr. 11: 3D modely hřídelových spojek
Obr. 12: Instruktážní animace montáže a demontáže hřídelových spojek
16
3.2 Příklad využití výukových objektů při tvorbě výukových materiálů
HŘÍDELOVÉ SPOJKY
Hřídelové spojky jsou strojní součásti, které spojují trvale nebo dočasně hnací hřídel s
hnaným nebo chrání hnací stroj před přetížením.
Základní rozdělení hřídelových spojek:
PEVNÉ SPOJKY
TRUBKOVÁ SPOJKA
patří mezi nejjednodušší spojky
silnostěnná trubka s drážkou
17
do trubky se zasunou oba konce spojovaných hřídelů a spojí se pomocí klínů nebo per
Montáž trubkové spojky:
Postup montáže:
slícování pera s drážkou v hřídeli
nasunutí trubky spojky na konec hřídele
nasunutí trubky na druhý konec hřídele
KONTROLNÍ OTÁZKY
1. Popište funkci hřídelových spojek
2. Přiřaďte zobrazené spojce název
a) trubková spojka
b) korýtková spojka
c) kotoučová spojka
3. Popište jednotlivé části hřídelové spojky a postup montáže
18
SEZNAM POUŽITÉ LITERATURY
[1] DOSTÁL, Jiří. Učební pomůcky a zásada názornosti. 1. vyd. Votobia Olomouc, 2008, 40 s.
ISBN 978-80-7409-003-5. Dostupné z:
http://www.tykva.net/files/UJAK/ucebni_pomucky.pdf
[2] MAŇÁK, Josef. Nárys didaktiky. 3. vyd. Brno: Masarykova univerzita v Brně, 2003, 104 s.
ISBN 80-210-3123-9.
[3] PRŮCHA, Jan, Eliška WALTEROVÁ a Jiří MAREŠ. Pedagogický slovník. 4. vyd. Praha:
Portál, 2003, 322 s. ISBN 80-717-8772-8.
19
SEZNAM PŘÍLOH
Příloha č. 1: Pracovní listy
Zvyšování kompetencí pedagogických pracovníků při tvorbě výukových objektů a využívání
e-learningových aplikací v odborných předmětech strojírenských
CZ.1.07/1.3.44/02.0026
PRACOVNÍ LISTY
VYUŽITÍ CAD TECHNOLOGIÍ PŘI TVORBĚ
VÝUKOVÝCH OBJEKTŮ
OPAVA 2014
ZADÁNÍ
Vytvořte virtuální model kotoučové spojky, včetně animace pomocí rozkladu na jednotlivé
komponenty. Pro tvorbu výukových objektů použijte software Autodesk Inventor. Pro větší
názornost jednotlivé součásti barevně odlište.
Vytvořte kompletní výkresovou dokumentaci kotoučové spojky (výrobní výkresy + výkres
celkového sestavení s kusovníkem.
PŘÍKLAD ŘEŠENÍ
ZDROJOVÉ SOUBORY KE STAŽENÍ:
http://www.iss.opava.cz/moodle
animace.wmv
kotouc.ipt
hridel.ipt
hridelova_spojka.iam
výkresová dokumentace
POZNÁMKY
ZADÁNÍ
Vytvořte virtuální model korýtkové spojky, včetně animace pomocí rozkladu na jednotlivé
komponenty. Pro tvorbu výukových objektů použijte software Autodesk Inventor. Pro větší
názornost jednotlivé součásti barevně odlište.
Vytvořte kompletní výkresovou dokumentaci korýtkové spojky (výrobní výkresy + výkres
celkového sestavení s kusovníkem.
PŘÍKLAD ŘEŠENÍ
ZDROJOVÉ SOUBORY KE STAŽENÍ:
http://www.iss.opava.cz/moodle
animace.wmv
korytko1.ipt
korytko2.ipt
hridel.ipt
korytkova_spojka.iam
výkresová dokumentace
POZNÁMKY
ZADÁNÍ
Vytvořte virtuální model trubkové spojky, včetně animace pomocí rozkladu na jednotlivé
komponenty. Pro tvorbu výukových objektů použijte software Autodesk Inventor. Pro větší
názornost jednotlivé součásti barevně odlište.
Vytvořte kompletní výkresovou dokumentaci trubkové spojky (výrobní výkresy + výkres
celkového sestavení s kusovníkem.
PŘÍKLAD ŘEŠENÍ
ZDROJOVÉ SOUBORY KE STAŽENÍ:
http://www.iss.opava.cz/moodle
animace.wmv
trubka.ipt
hridel.ipt
trubkova_spojka.iam
výkresová dokumentace
POZNÁMKY
