Aplikace numerických výpočtových metod při výuce strojírenských předmětů

Abstract

Bakalářská práce se zabývá aplikací CAE do výuky technických předmětů na střední škole. V užším vymezení je výuka předmětů MEC, SPS, PPK rozšířena o využívání nových vý-počtových nástrojů, zejména MKP (metoda konečných prvků). Bakalářská práce je motivována snahou o zvýšení technické úrovně vzdělávání na střední škole. Možnost dalšího rozvoje klíčových kompetencí žáků, má přispět k jejich lepšímu uplatnění na trhu práce. Vývoj výpočetní techniky umožňuje pronikání výkonných výpo-čtových nástrojů vybraných ústavů vysokých škol a specializovaných komerčních pracovišť mezi širší spektrum konstruktérů, výpočtářů i do nižších stupňů vzdělávacích institucí. Žáci středních škol se již běžně setkávají s CAD, CAM, CAQ a dalšími počítačově podpo-rovanými obory. MKP je další technologií, se kterou je vhodné žáky středních škol na od-povídající úrovni seznámit. V teoretické části rozebírám učební plány technických předmětů na střední škole s cílem nalezení vhodného způsobu aplikace MKP do výuky. Zařazení vhodně volených příkladů upevňuje znalosti žáků v technických předmětech a vytváří základ pro jejich prohlubování v dalším studiu. Interdisciplinární MKP posiluje mezipředmětové vztahy a přispívá k prohlubování integrovaného obsahu vzdělávání. Praktická část práce obsahuje přípravy na vyučovací hodiny předmětu SPS. Příklady řešené klasicky pomocí vzorců jsou verifikovány softwarem založeným na analytických výpo-čtových metodách a také pomocí MKP. Hlavním cílem takto rozšířené výuky technických předmětů je promítnutí požadavků sou-časné konstrukční praxe do přípravy žáků na budoucí technické povolání. Výuka MKP má zvyšovat motivaci žáků při studiu, přispět k větší názornosti, rozvíjet jejich kreativitu, sa-mostatnou činnost při hledání optimálních řešení v kratším čase, zvýšit atraktivitu a popu-laritu obtížných technických předmětů, inspirovat při výběru oborové specializace. Žáky je nutno vést ke správnému formulování technických problémů, k verifikaci a kontrole řešení praktických příkladů, ke správné interpretaci výsledků řešení.