Министерство образования и науки Челябинской области
Пластовский технологический филиал
ГБПОУ «Копейский политехнический колледж им. С.В. Хохрякова»
МЕТОДИЧЕСКАЯ РАЗРАБОТКА
учебного кейса
для проведения занятия
по теме «КРУЧЕНИЕ»
по дисциплине
«Техническая механика»
Разработчик: Ю.В. Тимофеева, преподаватель Пластовского технологического филиала ГБПОУ «КПК»
Учебный кейс предназначен для организации самостоятельной аудиторной работы обучающихся по заявленному профилю. Содержит как теоретические сведения, так и практический материал для формирования общих и профессиональных компетенций.
Пояснительная записка
Практические занятия дисциплины «Техническая механика» направлены на формирование общих и профессиональных компетенций обучающихся.
При проведении практических занятий используются современные образовательные технологии, а именно технология кейс-метода. Кейс-метод позволяет заинтересовать обучающихся в изучении предмета, способствует формирования общих и профессиональных компетенций, сбора, обработки и анализа информации, характеризующей различные ситуации. Технология работы с кейсом в учебном процессе включает в себя индивидуальную самостоятельную работу обучающихся с материалами кейса, работу в малых группах по согласованию видения ключевой проблемы и ее решений, а также презентацию и экспертизу результатов малых групп на общей дискуссии в рамках учебной группы.
Практические занятия с использованием кейс-метода развивают такие профессионально значимые качества, как самостоятельность, ответственность, точность, творческую инициативу, исследовательские умения (наблюдать, сравнивать, анализировать, устанавливать зависимость, делать выводы и обобщения).
Необходимыми структурными элементами практических занятий, помимо самостоятельной деятельности обучающихся, является инструктаж, проводимый преподавателем, а также организация обсуждения итогов выполнения заданий. Выполнению практических занятий предшествует проверка знаний обучающихся – их теоретической готовности к выполнению заданий.
К каждому практическому занятию разработана подробная инструкция для обучающихся, в которой указан порядок необходимых действий, а также тестовые контрольные вопросы.
Основная позиция обучаемого в учебном процессе – активно – деятельностная, субъектная – включает в себя самостоятельный поиск, принятие решений, оценочную деятельность.
Основная позиция преподавателя – руководитель и партнер по выполнению практических заданий.
Отчеты практических занятиях обучающиеся оформляют в специальных папках для практических работ.
Анализ конкретных учебных ситуаций (case study) - метод обучения, предназначенный для совершенствования навыков и получения опыта в следующих областях: выявление, отбор и решение проблем; работа с информацией - осмысление значения деталей, описанных в ситуации; анализ и синтез информации и аргументов; работа с предположениями и заключениями; оценка альтернатив; принятие решений; слушание и понимание других людей - навыки групповой работы.
Долгоруков А. Метод case-study как современная технология профессионально-ориентированного обучения
Метод case-study или метод конкретных ситуаций (от английского case – случай, ситуация) – метод активного проблемно-ситуационного анализа, основанный на обучении путем решения конкретных задач – ситуаций (решение кейсов).
Метод конкретных ситуаций (метод case-study) относится к неигровым имитационным активным методам обучения.
Непосредственная цель метода case-study – совместными усилиями группы студентов проанализировать ситуацию – case, возникающую при конкретном положении дел, и выработать практическое решение; окончание процесса – оценка предложенных алгоритмов и выбор лучшего в контексте поставленной проблемы.
Общие и профессиональные компетенции, формируемые в учебном кейсе:
ОК 1. Понимать сущность и социальную значимость своей будущей профессии, проявлять к ней устойчивый интерес.
ОК 2. Организовывать собственную деятельность, выбирая типовые методы и способы выполнения профессиональных задач, оценивать их эффективность и качество.
ОК 3. Принимать решения в стандартных и нестандартных ситуациях и нести за них ответственность.
ОК 4. Осуществлять поиск и использование информации, необходимой для эффективного выполнения профессиональных задач, профессионального и личностного развития.
ОК 5. Использовать информационно – коммуникационные технологии в профессиональной деятельности.
ОК 6. Работать в коллективе и в команде, эффективно общаться с коллегами, руководством, потребителями.
ОК 7. Брать на себя ответственность за работу членов команды (подчиненных), за результат выполнения задания.
ОК 8. Самостоятельно определять задачи профессионального и личностного развития, заниматься самообразованием, осознанно планировать повышение квалификации.
ОК 9. Ориентироваться в условиях частой смены технологии в профессиональной деятельности.
ПК1.2 Контролировать работу основных машин, механизмов и оборудования в соответствии с паспортными характеристиками и заданным технологическим режимом
ПК 1.3 Обеспечивать работу транспортного оборудования
ПК 1.4 Обеспечивать контроль ведения процессов производственного обслуживания
ПК 1.5 Вести техническую и технологическую документацию
ПК 1.6 Контролировать и анализировать качество исходного сырья и продуктов обогащения.
ПК 2.1 Контролировать выполнение требований отраслевых норм, инструкций и правил безопасности при ведении технологического процесса
ПК 2.4 Организовывать и осуществлять производственный контроль соблюдения требований промышленной безопасности и охраны труда на участке.
Тема : «»
Тип урока : комбинированный.
Вид урока : практическое занятие.
Обучающийся должен знать : что такое «кручение», «эпюра», правила знаков, взаимосвязь условия рационального расположения шкивов на валу и степени нагруженности вала.
Обучающийся должен уметь : используя метод сечений, производить расчет вала на прочность и жесткость при кручении, строить эпюры крутящих и уравновешивающих моментов при кручении вала и рационально располагать шкивы на валу.
Цели урока :
- образовательная цель : организовать деятельность обучающихся по закрепление знаний, умений и навыков в построении эпюр крутящих и уравновешивающих моментов при кручении вала и рационально располагать шкивы на валу;
- воспитательная цель : создать условия, обеспечивающие воспитание интереса к будущей специальности;
- развивающая цель : способствовать развитию умений обучающихся проводить анализ, сравнения, делать необходимые выводы.
Оснащение :
компьютер;
проектор;
учебный кейс;
презентация;
методическая разработка практического занятия.
Макроструктура урока :
Организационный этап (приветствие, перекличка)
Мотивация. Чтобы выполнить расчет на прочность и жесткость при кручении вала, следует уметь: производить расчет вала на прочность и жесткость, строить эпюры. Это позволяет выявлять рациональное расположение шкивов на валу. Практическое занятие предполагает возможность закрепления знаний и умений в вопросе построения эпюр крутящих и уравновешивающих моментов.
Актуализация опорных знаний и умений . В теоретическом обосновании практического занятия обучающимся предлагается при работе с учебным кейсом составить опорный конспект, ответить на вопросы теста. Далее следует тренировка в построении эпюр в группах. Затем обучающиеся получают индивидуальное задание.
Закрепление и применение знаний . Выполнение индивидуальных заданий.
Контроль и коррекция. Проверка построенных на данный момент занятия эпюр под руководством преподавателя. Тем, кто желает, предлагается поменяться тетрадями. С учетом найденных ошибок, следует коррекция эпюр.
Анализ. Построение эпюр завершается выявлением рационального расположения шкивов на валу.
Информация о домашнем задании (обучающимся предлагается закончить практическую работу).
Теория
Кручение. Внутренние силовые факторы при кручении. Построение эпюр крутящих моментов
Иметь представление о деформациях при кручении, о внутренних силовых факторах при кручении.
Уметь строить эпюры крутящих моментов.
Деформации при кручении
Кручение круглого бруса происходит при нагружении его парами сил с моментами в плоскостях, перпендикулярных продольной оси. При этом образующие бруса искривляются и разворачиваются на угол γ, называемый углом сдвига (угол поворота образующей). Поперечные сечения разворачиваются на угол φ, называемый углом закручивания (угол поворота сечения, рис. 1).
Длина бруса и размеры поперечного сечения прикручении не изменяются.
Связь между угловыми деформациями определяется соотношением
l - длина бруса; R - радиус сечения.
Длина бруса значительно больше радиуса сечения, следовательно, φ ≥ γ
Угловые деформации при кручении рассчитываются в радианах.
Гипотезы при кручении
Выполняется гипотеза плоских сечений: поперечное сечение бруса, плоское и перпендикулярное продольной оси, после деформации остается плоским и перпендикулярным продольной оси.
Радиус, проведенный из центра поперечного сечения бруса, после деформации остается прямой линией (не искривляется).
Расстояние между поперечными сечениями после деформации не меняется. Ось бруса не искривляется, диаметры поперечных сечений не меняются.
Внутренние силовые факторы при кручении
Кручением - называется нагружение, при котором в поперечном сечении бруса возникает только один внутренний силовой фактор - крутящий момент.
Внешними нагрузками также являются две противоположно направленные пары сил.
Рассмотрим внутренние силовые факторы при кручении круглого бруса (рис. 1).
Для этого рассечем брус плоскостью I и рассмотрим равновесие отсеченной части (рис. 1а). Сечение рассматриваем со стороны отброшенной части.
Внешний момент пары сил разворачивает участок бруса против часовой стрелки, внутренние силы упругости сопротивляются повороту. В каждой точке сечения возникает поперечная сила dQ (рис. 1б). Каждая точка сечения имеет симметричную, где возникает поперечная сила, направленная в обратную сторону. Эти силы образуют пару с моментом d т = pdQ; р - расстояние от точки до центра сечения. Сумма поперечных сил в сечении равна нулю:ΣdQ = 0
С помощью интегрирования получим суммарный момент сил упругости, называемый крутящим моментом:
Практически крутящий момент определяется из условия равновесия отсеченной части бруса.
Крутящий момент в сечении равен сумме моментов внешних сил, действующих на отсеченную часть (рис. 1в):
Σ т г = 0, т. е. -т + М г = 0; М г = т = М к.
Эпюры крутящих моментов
Крутящие моменты могут меняться вдоль оси бруса. После определения величин моментов по сечениям строим график-эпюру крутящих моментов вдоль оси бруса.
Крутящий момент считаем положительным, если моменты внешних пар сил направлены по часовой стрелке, в этом случае момент внутренних сил упругости направлен против часовой стрелки (рис. 2).
Порядок построения эпюры моментов аналогичен построению эпюр продольных сил. Ось эпюры параллельна оси бруса, значения моментов откладывают от оси вверх или вниз, масштаб построения выдерживать обязательно.
Кручение. Напряжения и деформации при кручении
Иметь представление о напряжении и деформациях при кручении, о моменте сопротивления при кручении.
Знать формулы для расчета напряжений в точке поперечного сечения, закон Гука при кручении.
Уметь выполнять проектировочные и проверочные расчеты круглого бруса.
Напряжения при кручении
Проводим на поверхности бруса сетку из продольных и поперечных линий и рассмотрим рисунок, образовавшийся на поверхности после деформации (рис. 1а). Поперечные окружности, оставаясь плоскими, поворачиваются на угол φ, продольные линии искривляются, прямоугольники превращаются в параллелограммы. Рассмотрим элемент бруса 1234 после деформации.
При выводе формул используем закон Гука при сдвиге и гипотезу плоских сечений и неискривления радиусов поперечных сечений.
При кручении возникает напряженное состояние, называемое «чистый сдвиг» (рис. 1б).
При сдвиге на боковой поверхности элемента 1234 возникают касательные напряжения, равные по величине (рис. 1в), элемент деформируется (рис. 1г).
Материал подчиняется закону Гука. Касательное напряжение пропорционально углу сдвига.
Закон Гука при сдвиге г = Gγ, G - модуль упругости при сдвиге, Н/мм 2 ; γ - угол сдвига, рад.
Напряжение в любой точке поперечного сечения
Рассмотрим поперечное сечение круглого бруса. Под действием внешнего момента в каждой точке поперечного сечения возникают силы упругости dQ (рис. 2).
где г - касательное напряжение; dА - элементарная площадка.
В силу симметрии сечения силы dQ образуют пары.
Элементарный момент силы dQ относительно центра круга
где р - расстояние от точки до центра круга.
Суммарный момент сил упругости получаем сложением (интегрированием) элементарных моментов:
После преобразования получим формулу для определения напряжений в точке поперечного сечения:
При р = 0 r к = 0; касательное напряжение при кручении пропорционально расстоянию от точки до центра сечения. Полученный интеграл J р называется полярным моментом инерции сечения. J р является геометрической характеристикой сечения при кручении. Она характеризует сопротивление сечения скручиванию.
Анализ полученной формулы для J р показывает, что слои, расположенные дальше от центра, испытывают большие напряжения.
Эпюра распределения касательных напряжений при кручении (рис. 3)
Рис. 7
Максимальные напряжения при кручении
Из формулы для определения напряжений и эпюры распределения касательных напряжений при кручении видно, что максимальные напряжения возникают на поверхности.
Определим максимальное напряжение, учитывая, что p max = = d /2, где d - диаметр бруса круглого сечения.
Для круглого сечения полярный момент инерции рассчитывается по формуле.
Максимальное напряжение возникает на поверхности, поэтому
Обычно J р /р тах обозначают W р и называют моментом сопротивления при кручении, или полярным моментом сопротивления сечения
Таким образом, для расчета максимального напряжения на поверхности круглого бруса получаем формулу
Для круглого сечения
Для кольцевого сечения
Условие прочности при кручении Разрушение бруса при кручении происходит с поверхности, при расчете на прочность используют условие прочности
где допускаемое напряжение кручения.
Виды расчетов на прочность
Существует три вида расчетов на прочность:
1. Проектировочный расчет - определяется диаметр бруса (вала) в опасном сечении:
2. Проверочный расчет - проверяется выполнение условия
прочности
3. Определение нагрузочной способности (максимального
крутящего момента)
Расчет на жесткость
При расчете на жесткость определяется деформация и сравнивается с допускаемой. Рассмотрим деформацию круглого бруса над действием внешней пары сил с моментом т (рис. 4).
При кручении деформация оценивается углом закручивания:
Здесь φ - угол закручивания; γ - угол сдвига; l - длина бруса; R - радиус; R = d /2. Откуда
Закон Гука имеет вид r к = Gγ.Подставим выражение для γ, получим
используем
Произведение GJ р называют жесткостью сечения.
Модуль упругости можно определить как G = 0,4E. Для стали G = 0,8 10 5 МПа.
Обычно рассчитывается угол закручивания, приходящийся на один метр длины бруса (вала) φо.
Условие жесткости при кручении можно записать в виде
где φ 0 - относительный угол закручивания, φ 0 = φ/ l ,
[ φ 0 ]= 1град/м = 0,02рад/м - допускаемый относительный угол закручивания.
Ответьте на вопросы тестового задания.
Тест Кручение
| 1. Какими буквами принято обозначать деформацию при кручении?
| |
| 2. Выбрать пропущенную величину в законе Гука при сдвиге
| |
| 3. Как распределяется напряжение в поперечном сечении бруса при кручении?
| |
| 4. Как изменится максимальное напряжение в сечении при кручении, если диаметр бруса уменьшится в 3 раза? | Уменьшится в 3 раза |
| Уменьшится в 9 раз |
|
| Увеличится в 9 раз |
|
| Увеличится в 27 раз |
|
| 5. Образец диаметром 40 мм разрушился при крутящем моменте 230 Н-м. Определить разрушающее напряжение. | |
Пример решения
Расчет вала на прочность и жесткость при кручении .
Для стального вала круглого поперечного сечения постоянного по длине, показанного на рисунке 6, требуется:
1) определить значения моментов М 2 , М 3 , соответствующие передаваемым мощностям Р 2 , Р 3 , а также уравновешивающий момент М 1 ;
2) построить эпюру крутящих моментов и определить рациональность расположения шкивов на валу;
3) определить требуемый диаметр вала из расчетов на прочность и
жесткость, если: = 30 МПа; [φ 0 ] = 0,02 рад/м; w = 20 с -1 ; Р 2 =52 кВт; Р 3 =50 кВт; G = 8 × 10 4 МПа.
1. Определяем величины скручивающих моментов М 2 и М 3
;
.
2. Определяем уравновешивающий момент М 1
SМ z = 0; - М 1 + М 2 + М 3 =0;
М 1 = М 2 + М 3 ; М 1 = 2600 + 2500 = 5100 Н м;
3. Строим эпюру М z в соответствии с рисунком 6, определить рациональность расположения шкивов на валу.
Рисунок 10
4 . Определяем диаметр вала для опасного участка, из условий прочности и жесткости (М z ma х = 5100 Н м).
Из условия прочности
.
Из условия жесткости
= 75,5 мм
Требуемый диаметр вала получился больше из расчета на прочность, поэтому его принимаем как окончательный: d = 96 мм.
Задание для групп
Для стального вала постоянного поперечного сечения требуется определить значения моментов М 1 , М 2 и М 3 , а также уравновешивающий момент М 0 ; построить эпюры крутящих моментов и рациональность расположения шкивов на валу; определить требуемый диаметр вала из расчетов на прочность и жесткость, если = 20 МПа;
[φ 0 ]= 0,02 рад / м; w = 30 с -1 ; G = 8 × 10 4 МПа.
Данные взять из таблицы 1 и в соответствии с рисунком 11.
Окончательное значение диаметра округлить до ближайшего четного (или оканчивающего на пять) числа.
Таблица 1 - Исходные данные
| Мощность, кВт | ||||||||||
Задание для самостоятельного практического занятия №8
Для стального вала постоянного поперечного сечения в соответствии с рисунком 12:
Определить значения моментов М 1 , М 2 , М 3 , М 4 ;
Определить диаметр вала из расчетов на прочность и жесткость.
Принять [τ k ] = 30 МПа, [φ 0 ] = 0,02 рад / м.
Данные своего варианта взять из таблицы 2.
Окончательно принимаемое значение диаметра вала должно быть округлено до ближайшего большего четного или оканчивающегося на пять числа.
Рисунок 12 Схемы для выполнения практического занятия №8
Таблица 2 – Данные для выполнения самостоятельного практического занятия №8
| в оответствии с рисунком 8 | Мощность, кВт | Угловая скорость, с -1 |
||||
Литература:
Эрдеди А. А., Эрдеди Н. А. Теоретическая механика. Сопротивление материалов. – М.: Высшая школа, Академия, 2001. – 318с.
Олофинская В. П. Техническая механика. – М.: Форум, 2011. – 349с
Аркуша А. И.Техническая механика. – М.: Высшая школа, 1998. - 351с.
Вереина Л. И., Краснов М. М. Основы технической механики. – М.: «Академия», 2007. – 79с.
МЕТОДИЧЕСКИЙ ДОКЛАД
«Перспективные технологии изучения дисциплины Техническая механика»
преподаватель спецдисциплин
ГОБПОУ «Грязинский технический колледж»
1. Активные методы обучения – это методы, побуждающие к самостоятельному добыванию знаний
В последние десятилетия широкое распространение получили так называемые активные методы обучения, побуждающие обучающихся к самостоятельному добыванию знаний, активизирующие их познавательную деятельность , развитие мышления, формирование практических умений и навыков. Именно на решение этих задач направлены проблемно-поисковые и творчески-воспроизводящие методы.
Активные методы обучения - это методы, которые побуждают студентов к активной мыслительной и практической деятельности в процессе овладения учебным материалом. Активное обучение предполагает использование такой системы методов, которая направлена главным образом не на изложение преподавателем готовых знаний, их запоминание и воспроизведение студентом, а на самостоятельное овладение студентом знаниями и умениями в процессе активной познавательной и практической деятельности.
Для активизации познавательной деятельности студентов используются традиционные методы обучения с применением таких приемов, как постановка вопроса при изложении материала, включение в него отдельных практических упражнений, ситуационных задач, обращение к наглядным и техническим средствам обучения, побуждение к ведению записей, созданию опорных конспектов.
Особенности активных методов обучения состоят в побуждении студентов к практической и мыслительной деятельности, без которой нет движения вперед в овладении знаниями.
Появление и развитие активных методов обусловлено возникающими перед процессом обучения новыми задачами, состоящими в том, чтобы не только дать студентам знания, но и обеспечить формирование и развитие познавательных интересов и способностей, творческого мышления, умений и навыков самостоятельного умственного труда. Возникновение новых задач обусловлено бурным развитием информации. Если раньше знания, полученные в школе, техникуме, вузе, могли служить человеку долго, иногда в течение всей его трудовой жизни, то в век бурных темпов роста информации их необходимо постоянно обновлять, что может быть достигнуто главным образом путем самообразования, а это требует от человека познавательной активности и самостоятельности.
Познавательная активность означает интеллектуально-эмоциональный отклик на процесс познания, стремление студента к учению, к выполнению индивидуальных и общих заданий, интерес к деятельности преподавателя и других студентов.
Под познавательной самостоятельностью принято понимать стремление и умение самостоятельно мыслить, способность ориентироваться в новой ситуации, находить свой подход к решению задачи, желание понять не только усваиваемую учебную информацию, но и способы ее добывания, критический подход к суждениям других, независимость собственных суждений.
Познавательная активность и познавательная самостоятельность - качества, характеризующие интеллектуальные способности человека к учению. Как и другие способности, они проявляются и развиваются в деятельности. Отсутствие условий для проявления активности и самостоятельности приводит к тому, что они не развиваются. Вот почему только широкое использование активных методов, побуждающих к мыслительной и практической деятельности, причем с самого начала процесса обучения, развивает столь важные интеллектуальные качества человека, обеспечивающие в дальнейшем его деятельное желание в постоянном овладении знаниями и применении их на практике.
Активные методы обучения могут быть использованы на разных этапах учебного процесса: при первичном овладении знаниями, закреплении и совершенствовании знаний, формировании умений и навыков. Нельзя резко разделить имеющиеся методы обучения на активные и неактивные.
В зависимости от направленности на формирование системы знаний или овладение умениями и навыками активные методы обучения делят на неимитационные и имитационные. Имитационные предполагают, как правило, обучение профессиональным умениям и навыкам и связаны с моделированием профессиональной деятельности . При их применении имитируются как ситуации профессиональной деятельности, так и сама профессиональная деятельность. Имитационные методы, в свою очередь, делят на игровые и неигровые в зависимости от принимаемых студентами условий, выполняемых ими ролей, взаимоотношений между ролями, устанавливаемых правил, наличия элементов состязательности при выполнении заданий.
2. Проведение урока методом «мозговой атаки»
Проблема развития творческих способностей студентов приобретает в наши дни огромное социально – экономическое и общественное значение. Одним из факторов успешного развития общества является подготовка образованных, творчески мыслящих, ориентированных на ускорение научно – технического прогресса кадров. Решать задачу формирования творческих способностей студентов помогают в системе образования активные методы обучения. Уроки, на которых на первый план выдвигается поисковая деятельность студентов, приносят значительно больше пользы, чем те, на которых нужно лишь механически запомнить, добросовестно впитывать истину, высказанную преподавателем. Студенты, в какой - то мере, должны быть исследователями, первооткрывателями. Наверное, надо интенсифицировать процесс обучения, шире использовать активные методы обучения – проблемный, исследовательский, к которым относятся деловые и ролевые игры, метод, метод анализа конкретных ситуаций, метод «мозговой атаки», индивидуальные практикумы и т. д.
В данной методическом докладе рассматривается один из занятий по дисциплине «Техническая механика», проводимый по методу «мозговой атаки». Эпод метод способствует развитию динамичности мыслительных процессов, формирует умение сосредоточиться на каком – либо «узком» вопросе изучаемой темы. Сущность этого метода заключается в коллективном поиске путей решения проблем.
Использование метода «мозговой атаки» требует от преподавателя предварительной подготовки, выбора темы занятия, проблем, решение которых предстоит найти студентам. Необходимо тщательно и не один раз продумать процедуру «мозговой атаки», подготовить и обосновать учебные задачи, размножить условия и правила генерирования идей.
Необходимо тщательно подготовиться к заключительной оценки. В течение года можно провести два – три занятия с использованием этого метода. Для проведения такого урока по дисциплине «Техническая механика» выбрана тема "Плоская система произвольно расположенных сил".
К моменту проведения этого занятия, студенты уже накапливают определенные опорные знания, получают основную базу для плодотворного изучения данной темы. Они уже знают основные аксиомы статики, понятия силы, систем сил, имеют навык сложения плоской системы сходящихся сил, имеют полное представление об условиях равновесия систем сил, практически умеют составлять уравнения равновесия. Учитывая все это, преподаватель тщательно разрабатывает план-сценарий проведения урока.
3. Проведение урока методом ролевой игры
Одним из методов интерактивного обучения является игра, которая позволяет вовлечь в учебный процесс наибольшее количество студентов и сделать обучение интересным, увлекательным и плодотворным.
Применяя интерактивные игры, я преследовала цель - создать комфортные условия обучения, при которых студент чувствует свою успешность, интеллектуальную состоятельность, что делает продуктивным весь процесс обучения.
Любой преподаватель, прежде всего, воспитывает и развивает интерес к предмету. Но чем серьезнее с профессиональной, научно - педагогической зрения он подходит к решению этой сложной задачи, тем успешнее он решает другую, не менее важную, - пробуждение и развитие у студентов на основе специального интереса стремления к изучению смежных предметов, овладению всей совокупностью знаний.
Изучение темы «Трение» имеет практическое значение в развитии аналитического мышления студентов. Трение в машинах и механизмах играет весьма противоречивую роль. В одних случаях трение является отрицательным явлением, от него стараются, если не избавиться совсем, то хотя бы уменьшить, чтобы повысить к. п.д. механизмов и машин.
В других случаях, наоборот, увеличивают оцепление между отдельными деталями, чтобы обеспечить нормальную работу механизмов (муфт сцепления, ременных передач, фрикционных передач, тормозов и т. д.).
Для изучения этот материал не представляет трудности, поэтому можно дать возможность студентам изучить его самостоятельно, а затем закрепить на уроке методом ролевой игры в форме «судебного заседания».
Знания и умения, которые затем вырабатываются в процессе решения задач, пригодятся студентам при изучении многих тем технической механики, а также при изучении специальных дисциплин и в практической деятельности.
Прежде чем проводить урок, преподаватель должен просмотреть учебный материал по теме как в учебниках по технической механике, так и в учебниках по специальным дисциплинам, а также в специальной литературе о трении, в энциклопедии (БСЭ). Затем разделить материал «за» и «против», учитывая положительную и отрицательную роль трения в машинах и механизмах. После этого окончательно выяснится, сколько ролей должно быть задействовано в игре. Эту работу нужно провеет: заранее, еще при составлении календарно-тематического плана .
Примерно за две недели до урока необходимо в группе объявить о предстоящей игре, ее цели, распределить роли с учетом желания студентов, указать, какой литературой пользоваться и нацелить студентов на проявление творческой инициативы не только по содержанию своих речей, но и по оформление их наглядными пособиями.
Обратить внимание студентов на то, что в их речах желательны сведения о новых прогрессивных материалах, видах смазки, о к. п.д. - экономическом показателе машин и их отдельных механизмов, а также примеры практического применения изучаемого материала в сельскохозяйственной технике .
«Председатель суда» и «заседатели» получает от преподавателя краткий инструктаж об оценке выступлений других участников игры. - Для большей объективности их оценок, желательно «председателя суда» и «заседателей» выбрать из числа наиболее успевающих студентов.
Накануне урока преподаватель вместе с участниками игры уточняют ход «суда», оформляют класс, обеспечивают урок наглядными пособиями и ТОО.
В аудитории для проведения «судебного заседания» отводят два стола. Их накрывают скатертью, ставят графин с водой, звонок.
«Суд» ведет «председатель». «Заседатели» следят за выступлениями студентов, выставляют оценки. «Секретарь суда» вызывает участников заседания.
Выступающие участники «суда» свою речь подкрепляют плакатами, моделями, деталями машин и другими наглядными пособиями, которые они подготовили.
Преподаватель находится в «зале суда» и не вмешивается в ход игры. Только после вынесения «приговора» при подведении итогов урока дает оценку подготовки студентов к игре. Затем он объявляет следующий этап урока - решение задач по теме «Трение», указывает цель выполнения этого этапа, номера задач для решения на уроке. Во время самостоятельного решения задач преподаватель консультирует студентов, а по окончании работы делает заключение по уроку, выставляет оценки.
Задание на дом может быть дано в индивидуальном порядке для тех, кто не справился с заданием на уроке.
4. Проблемные и игровые ситуации при изучении темы
Для будущих техников-механиков знание материала по этой теме имеет огромное значение. Сварные соединения во всех отраслях машиностроительного комплекса почти полностью вытеснили заклепочные соединения, ввиду большого экономического эффекта. Клеевые соединения в настоящее время получили широкое распространение во всех областях народного хозяйства для соединения самых различных материалов, которые не поддаются сварке. Техник-механик должен хорошо знать их технологию.
При изучении «Материаловедения» студенты уже получили определенное количество знаний по сварным и клеевым соединениям. На учебной практике в сварочном цехе приобрели умения производить сварочные работы, закрепили теоретические знания. В разделе «Сопротивлении материалов» при изучении тем «Растяжение и сжатие» и «Практические расчеты на срез и на смятие» студенты решали задачи на расчет простейших сварных соединений встык.
По дисциплинам «Инженерная графика» и «Основы стандартизации , допуски и посадки» студенты познакомились с государственными стандартами на обозначения сварных соединений на чертежах. Студенты после изучения темы "Сварные и клеевые соединения" должны уметь выполнять проверочные расчеты сварных соединений встык и внахлестку при осевом нагружении соединяемых деталей и при этом уметь по справочникам выбирать допускаемое напряжение. Успех приобретения таких умений во многом будет зависеть от уровня тех знании, которые они приобрели, изучая математику и основы информатики и вычислительной техники.
Умение производить расчеты на прочность сварных соединений в конкретных сборочных единицах пригодится студентам в дальнейшем при разработке конструктивной части дипломного проекта. Знания по сварным соединениям пригодятся студентам, облегчат им изучение многих тем по дисциплине «Техническое обслуживание и ремонт», помогут понять целесообразность сварных крупногабаритных конструкций, в частности, сварных зубчатых колес (при изучении темы «Зубчатые передачи»). Всем вышесказанным и объясняется важность изучения данной темы.
На изучении темы «Сварные и клеевые соединения» по программе отводится четыре часа. Материал изучается согласно программе в полном объеме. Особенность данной темы заключается в том, что за сравнительно короткий срок необходимо основательно изучить материал и приобрести умения по расчету сварных соединений с записью в долговременной памяти, поэтому и желательно применение на уроках активных методов обучения, которые позволят осознанно приобрести студентам необходимый объем знаний и умений и обеспечить их прочность. Желательно два часа, отведенные программой, использовать для изучения материала по теме, а два часа - на закрепление, обобщения, систематизацию этих знаний и выработку умений.
Проведение урока данного типа имеет ряд общих особенностей. На этом уроке из всех звеньев обучения реализуются только восприятие, понимание и осмысление. Прежде чем перейти к изложению нового материала, преподаватель создает о разный психологический настрой: подчеркивает теоретическую и практическую значимость темы урока, ставит перед учащимися познавательные задачи, а если позволяет содержание материала - проблему, сообщает план изложения учебного материла. Объяснение нового материала целесообразно начать с актуализации опорных знаний, показать внутри - и межпредметные связи темы.
Центральная часть урока посвящается первичному восприятию учебного материала. Изложение должно отличаться строгой логической последовательностью, достаточностью фактов, раскрывающих действие того или иного закона.
Особенно важно при объяснении нового раскрыть взаимосвязи между основаниями и выводами, которые из них следуют.
В восприятии учащимися нового материала урока большую роль играют вопросы, которые преподаватель может поставить в ходе изложения. Они побуждают студентов следить за логикой изложения, вычленять главное, высказывать свои наблюдения, догадки, делать заключения, кратко формулировать вывод. Для активизации мыслительной деятельности хорошо использовать схемы, чертежи, опорные конспекты.
Успешность усвоения основного содержания учебного материала необходимо выявить на этом же уроке, проанализировав ответы на вопросы, пересказ материала, приведенные студентами по тому или иному научному положению
Урок этого типа обладает большими реальными возможностями для развития и воспитания студентов, особенно если построен как проблемный.
Урок совершенствование знаний, выработки умений и навыков по теме «Сварные и клеевые соединения» необходимо проводить после изучения теоретического материала по данной теме. Главные дидактические цели в этом случае – повторение, обобщение, систематизация знаний.
Отличительные особенности этого типа урока состоят в следующем: во время их проведения повторяется суть основных научных понятий и наиболее существенных теоретических выводов, которые изучались в данной теме; устанавливаются различные связи между изучаемыми явлениями; классифицируются различные явления и события по разным признакам; оцениваются изученные явления на основе определенных критериев; используются методы и приемы обучения, способствующие формированию у студентов интеллектуальных умений; выполняются задания, требующие синтеза знаний под новым углом зрения, применения знаний в новых учебных и производственных ситуациях, отдается предпочтение задачам творческого характера.
В данном методическом докладе приводится методика проведения занятия по совершенствованию знаний, выработке умений и навыков используя деловую игру , и проведение различных конкурсов.
Деловая игра представляет собой управленческую имитационную игру, в ходе которой участники, имитируя деятельность того или иного лица, на основе данной ситуации принимают решения. Она направлена на развитие у студентов умений анализировать конкретные ситуации и принимать соответствующие решения. Во время игры развивается творческое мышление, а если это проводится в виде соревнования между командами внутри группы, то и вырабатывается дух коллективизма, ответственность за принятое решение перед командой.
В данном случае деловая игра носит вариативный характер, так как она содержит различные варианты заданий: это и перекрестный опрос, и решение задач, кроссвордов, проведения конкурсов. Все это делает урок более интересным для студентов, материал обобщается в игровой форме, носит соревновательный характер.
К началу урока (по заданию на прошлой уроке) известны названия обеих команд, девизы, выбраны капитаны, подготовлены по одному вопросу каждой команде и по два - капитанам. Студенты должны были по задании вычертить (формат А4) карты эксперта по учету и оценки знаний и вывести их на видном месте, чтобы студентам сразу можно было видеть результаты свои и своей команды. Это необходимо для поддержания духа соревнования, дружбы и соперничества.
Урок начинается с того, что преподаватель проводит проверку домашнего задания: капитан каждой команды представляет себя, свою команду. Затем от каждой команды выбирается по два человека в эксперты, которые будут оценивать работу студентов. Эксперты с преподавателем составляют жюри из 5 человек. Затем преподаватель напоминает тему урока и цель, создает начальную мотивацию познавательной деятельности студентов: «Сегодня мы проводим урок-конкурс между командами («Стимул» и «Универсал») он будет состоять из следующих этапов:
Проверка конспектов по клеевым соединениям (дом. задание);
Устные ответы на вопросы преподавателя и на один вопрос другой команды;
Решение задач;
Решение кроссвордов;
Конкурс капитанов.
Ваша задача принимать активное участие в конкурсе, чтобы самим получить хорошую отметку и не подвести команду. Оценка будет проставляться по количеству набранных баллов, которые эксперты будут проставлять в своей карте. Если количество баллов будет 10 оценка –«3»; 14 – «4»; 17 – «5».
Как будут проставляться баллы конкретно будет сказано на каждом этапе, но при этом будут учитываться: качество ответов, дополнения, рецензии на ответ. Оценки получат все, в той числе и эксперты. Команде, набравшей большее количество баллов, присваивается звание «Команда-победительница», а студенту, набравшему большее количество баллов, - звание «Знаток неразъемных соединении». Если возникнут вопросы по организации урока, следует на них ответить.
Заключение
В данном методическом докладе рассматривается проведение уроков-семинаров игровыми методами.
Для изучения темы "Сварные и клеевые соединения" предлагаются методы игровых и проблемных ситуаций.
Методом ролевой игры предлагается изучить тему «Трение» в разделе «Статика».
Один из уроков разработан по методу «мозговой атаки». Этот метод способствует развитию динамичности мыслительной деятельности студентов.
Отдельные темы разделов «Статика» и «Сопротивление материалов» разработаны с применением опорных конспектов, где теоретический материал изображается в виде схем. При таком методе обучения студенты эффективнее усваивают полученную информацию и овладевают навыками мыслительной деятельности.
Рассматриваемые методы заинтересовали студентов, подняли их творческий потенциал и активность во время проведения занятия. Кроме того, подготовка таких занятий требовала от студентов самостоятельной работы не только во время занятий, но и во внеурочное время.
Продолжая тему прошлого урока, мы хоти познакомить вас с теми методами обучения, которые появились относительно недавно и активное внедрение которых в педагогический процесс только начинает осуществляться. Если говорить о традиционной образовательной системе, то в соответствующих ей учреждениях современные методы обучения можно встретить крайне редко, но что касается частных школ, тренинг-центров и других подобных организаций, то в их деятельности новые методики появляются всё чаще. О том, почему этим методам приписывают большую эффективность, нежели традиционным методам, вы узнаете из этого урока. Но кроме преимуществ, мы упомянем и основные недостатки инновационных методов, на которые следует обратить не меньшее внимание.
Для начала отметим, что современные методы обучения, в отличие от традиционных, характеризуются несколько иными признаки, а именно:
- Современные методы обучения уже в процессе разработки адаптируются под особый педагогический замысел. В основе разработки лежит конкретный методологический и философский взгляд автора
- Технологическая последовательность действий, операций и взаимодействий базируется на целевых установках, представляющих собой чёткий ожидаемый результат
- Реализация методов предполагает связанную деятельность педагогов и учащихся, которая имеет договорную основу и в которой учитываются принципы дифференциации и индивидуализации, а также оптимальное использование человеческого и технического потенциала. Обязательными составляющими должно быть общение и диалоги
- Педагогические методы планируются поэтапно, а воплощаются последовательно. Кроме того, они должны быть выполнимы любым педагогом, но гарантировать каждым учащимся
- Непременной составляющей методов являются процедуры по диагностике, которые содержат в себе необходимые для измерения результатов деятельности учащихся инструменты, показатели и критерии
Современные методы обучения во многих случаях могут не обладать психолого-педагогическим обоснованием, по причине чего классифицировать их каким-то единым образом довольно сложно. Но это не мешает не только применять их в учебной деятельности, но и не оказывает никакого существенного воздействия на успешность этого применения.
Современные методы обучения
Среди наиболее востребованных сегодня современных методов обучения можно выделить:
Лекция
Лекция является устной формой передачи информации, в процессе которой применяются средства наглядности.
Преимущества лекции состоят в том, что учащиеся ориентируются в больших массивах информации, на занятиях присутствует, как правило, большое количество учащихся, а педагог может легко осуществлять контроль над содержанием и последовательностью своего изложения.
К недостаткам лекции можно отнести то, что отсутствует обратная связь от учащихся, нет возможности учесть их изначальный уровень знаний и навыков, а занятия жёстко зависят от расписаний и графиков.
Семинар
Семинар представляет собой совместное обсуждение педагогом и учащимися изучаемых вопросов и поиск путей решения определённых задач.
Преимущества семинара заключаются в возможности учитывать и контролировать педагогом уровень знаний и навыков учащихся, устанавливать связь между темой семинара и имеющимся у учащихся опытом.
Недостатками семинара считаются небольшое количество учащихся на занятии и требование к наличию у педагога .
Тренинг
Тренинг - это такой метод обучения, основой которого является практическая сторона педагогического процесса, а теоретический аспект имеет лишь второстепенное значение.
Преимущества тренинга состоят в возможности изучить проблему с разных точек зрения и уловить её тонкости и нюансы, подготовить учащихся к действиям в жизненных ситуациях, а также повысить их и создать положительный эмоциональный климат.
Главным и основным недостатком тренинга является то, что по его окончании учащиеся должны сопровождаться и получать поддержку, иначе приобретённые навыки и умения будут утрачены.
Модульное обучение
Модульное обучение - это разбивка учебной информации на несколько относительно самостоятельных частей, называемых модулями. Каждый из модулей предполагает свои цели и методы подачи информации.
Положительные характеристики метода модульного обучения заключаются в его избирательности, гибкости и возможности перестановки его слагающих - модулей.
Отрицательные стороны состоят в том, что учебный материал может быть усвоен разрозненно и станет нецелостным. Также может потеряться логическая связь информационных модулей, вследствие чего знания будут фрагментированными.
Дистанционное обучение
Под дистанционным обучением понимается применение в педагогическом процессе телекоммуникационных средств, позволяющих педагогу обучать учеников, находясь от них на большом расстоянии.
Положительными характеристиками метода являются возможность вовлечения большого числа учащихся, возможность обучения на дому, возможность выбора учащимися наиболее для занятий и возможность переносить результаты процесса обучения на различные электронные носители.
Недостатками здесь можно назвать высокие требования к технической оснащённости педагогического процесса, отсутствие визуального контакта педагога и учащегося и, как следствие, пониженную мотивацию со стороны последнего.
Ценностная ориентировка
Метод ценностной ориентировки служит для привития ценностей учащимся и ознакомления их с социальными и культурными традициями и правилами. Обычно в процессе работы используются и инструменты, отражающие эти правила и традиции.
Положительные характеристики ценностной ориентировки - это её содействие адаптации учащихся к условиям реальной жизни и требованиям общества или деятельности.
Слабый момент метода выражается в том, что учащийся, если педагог приукрасил какие-либо моменты, может разочароваться в полученной информации, когда столкнётся с действительным положением вещей.
Кейс-стади
Разбор «завалов»
Метод разбора «завалов» заключается в моделировании ситуаций, которые часто возникают в реальной жизни и отличаются большим объёмом работ, а также в выработке наиболее эффективных способов решения задач, обусловленных такими ситуациями.
С положительной стороны представленный метод отличает высокая мотивация учащихся, их активное участие в процессе решения проблем и воздействие, развивающее аналитические способности и системность мышления.
Недостатком можно назвать то, что учащиеся должны обладать хотя бы базовыми навыками и умениями, позволяющими решать поставленные задачи.
Работа в парах
Исходя из требований метода парной работы, один учащийся составляет пару с другим, тем самым гарантируя получение обратной связи и оценки со стороны в процессе освоения новой деятельности. Как правило, обе стороны обладают равноценными правами.
Работа в парах хороша тем, что позволяет учащемуся получить объективную оценку своей деятельности и прийти к пониманию своих недостатков. Кроме того, развиваются навыки коммуникации.
Недостаток заключается в возможности затруднений в связи с личностной несовместимостью партнёров.
Метод рефлексии
Метод рефлексии предполагает создание необходимых условий самостоятельного осмысления материала учащимися и выработки у них способности входить в активную исследовательскую позицию по отношению изучаемому материалу. Педагогический процесс производится посредством выполнения учащимися заданий с систематической проверкой результатов их деятельности, во время которой отмечаются ошибки, трудности и наиболее успешные решения.
Плюсы рефлексивного метода заключаются в том, что у учащихся развивается навык самостоятельного принятия решений и самостоятельной работы, оттачивается и , повышается чувство ответственности за свои действия.
Но есть и минусы: сфера деятельности учащихся, представляющая собой проблематику изучаемой ими темы или дисциплины, ограничена, а получение и оттачивание происходит исключительно опытным путём, т.е. посредством .
Метод ротаций
Метод ротаций состоит в закреплении за учащимися в процессе занятия или урока разных ролей, благодаря чему они могут получить разносторонний опыт.
Плюсы метода заключаются в том, что он благоприятно отражается на мотивации учащихся, способствует преодолению негативных эффектов рутиной деятельности и расширению кругозора и круга общения.
Из минусов можно назвать повышенное напряжение учащихся в тех случаях, когда к ним предъявляются новые и незнакомые требования.
Метод «Лидер-ведомый»
Согласно этому методу, один учащийся (или группа) присоединяется к более опытному учащемуся (или группе) для того чтобы овладеть незнакомыми умениями и навыками.
Преимущества метода состоят в его простоте, более быстрой адаптации учащихся к новой деятельности и оттачивании коммуникативного навыка.
Сложность состоит в том, что учащийся не всегда способен осознать глубинные психологические причины принятия решений своим более опытным напарником.
Метод «Летучка»
Таким незамысловатым словом называется метод, в котором актуальные на данный момент времени вопросы касаемо изучаемой темы или проблемы решаются посредством обмена информацией и мнениями, вследствие чего появляется возможность повысить навыки учащихся.
Преимущества рассматриваемого метода заключаются в его привязке к реальным ситуациям в процессе обучения, а также в предоставлении учащимся возможности использовать при принятии решений эмоционально-волевой и содержательно-проблемный подход.
Недостатки же состоят в том, что педагогу или лидеру дискуссии нужно уметь заострять внимание на важных деталях и делать грамотные обобщения, которые он будет предлагать учащимся. Помимо этого, велика вероятность возникновения отвлечённых дискуссий, в том числе и имеющих негативную эмоциональную окраску.
Мифологемы
Метод мифологем подразумевает поиск необычных способов решения проблем, которые возникают в реальных условиях. Такой поиск проводится на основе метафор, другими словами, разрабатывается несуществующий сценарий, схожий с существующим.
Положительными характеристиками метода являются формирование в учащихся установки на творческий поиск решений проблем, и снижение уровня тревожности учащихся при их столкновении с новыми задачами и проблемами.
К отрицательным моментам относится пониженное внимание к и рациональным просчитанным действиям в реальных условиях.
Обмен опытом
Метод обмена опытом предполагает краткосрочный перевод учащегося в другое место обучения (включая и другие страны) и последующий возврат обратно.
Представленный опыт способствует сплочённости коллектива, повышению качества коммуникации и расширению кругозора.
Недостаток метода кроется в вероятности появления стрессовых ситуаций, обусловленных затруднениями личностного и технического плана на новом месте.
Мозговой штурм
Предполагает совместную работу в небольших группах, главной целью которой является поиск решения заданной проблемы или задачи. Идеи, предлагающиеся в начале штурма, собираются воедино, изначально без всякой критики, а на последующих стадиях обсуждаются, и из них выбирается одна наиболее продуктивная.
Мозговой штурм эффективен тем, что допускает к участию даже учащихся с минимальным уровнем знаний и набором компетенций, не требует к себе основательной подготовки, развивает в учащихся способность к оперативному мышлению и включению в групповую работу, оказывает минимальное стрессовое воздействие, взращивает культуру коммуникации и развивает навык участия в дискуссиях.
Но данный метод не очень эффективен для решения сложных проблем, не позволяет определить ясные показатели эффективности решений, усложняет процесс определения автора лучшей идеи, а также отличается спонтанностью, способной увести учащихся далеко от темы.
Тематические обсуждения
Метод тематических обсуждений заключается в решении определённых проблем и задач в конкретной области какой-либо дисциплины. Этот метод схож с мозговым штурмом, но отличается от него тем, что процесс обсуждения ограничен конкретными рамками, а любые, изначально кажущиеся бесперспективными решения и идеи сразу же отбрасываются.
Преимуществами метода можно назвать то, что расширяется информационная база учащихся относительно обсуждаемой дисциплины и формируется навык решения конкретных задач.
Недостатком можно назвать сложность поиска решения проблемы по причине того, что эта цель может быть достигнута, только если педагог или лидер обсуждения обладает навыком точного и развёрнутого донесения информации до менее информированных участников.
Консалтинг
Консалтинг или, как ещё называют метод, консультирование сводится к тому, что учащийся обращается за информационной или практической помощью к более опытному человеку по вопросам, касающимся конкретной темы или области исследования.
Положительная черта этого метода состоит в том, что учащийся получает адресную поддержку и повышает свой опыт, как в исследуемой области, так и в межличностном взаимодействии.
Отрицательная же сторона заключается в том, что метод не всегда применим, что зависит от специфики педагогической деятельности, и в ряде случаев требует для реализации материальных затрат.
Участие в официальных мероприятиях
Участие в официальных мероприятиях предполагает посещение учащимся выставок, конференций и т.п. Суть заключается в оценке мероприятия и составлении краткого отчёта с последующим представлением его педагогу. Подразумевается также предварительная подготовка и исследование тематических вопросов и проблем, касающихся темы мероприятия.
Положительные стороны метода - это мобилизация учащегося к поиску соответствующей тематике мероприятия информации, развитие навыков деловой коммуникации, совершенствование аналитических способностей.
К недостаткам можно отнести то, что эмоции и впечатления, полученные после посещения мероприятия, могут исказить реальную объективную оценку.
Использование информационно-компьютерных технологий
Суть представленного метода ясна из названия - в педагогическом процессе применяются современные высокотехнологичные средства передачи информации, такие как компьютеры, ноутбуки, цифровые проекторы и т.п. Осваиваемая учащимися информация представляется в сочетании с визуально-образными данными (видеоматериалами, графиками и т.п.), а сам изучаемый объект, явление или процесс может быть показан в динамике.
Преимуществом метода является то, что демонстрация учебного материала может быть динамичной, отдельные элементы материала или весь он могут быть повторены в любое время, педагог может предоставить учащимся копии материалов, а значит, для последующего изучения нет необходимости в особых условиях, например, в аудитории или классе.
Недостатки же состоят в том, что в большинстве случаев отсутствует интерактивная связь, в процессе использования метода не ведётся учёт индивидуальных особенностей учащихся, а педагог не имеет возможности оказывать стимулирующего воздействия на своих учеников.
И в отдельности, как о самостоятельно методе, следует сказать о специальных образовательных тренажёрах.
Образовательные тренажёры
В процессе создания тренажёров моделируются определённые педагогические задачи или относящиеся к изучаемой дисциплине ситуации. Осуществляется это посредством особого оборудования, которое находится в предназначенных для этого помещениях.
Учащиеся овладевают сложными навыками, алгоритмами решения задач, психомоторными действиями и мыслительными операциями по принятию решений, касающихся наиболее серьёзных ситуаций и вопросов в рамках какой-либо дисциплины.
Есть и ряд требований к эффективным тренажёрам:
- Тренажёры должны разрабатываться с учётом психологических особенностей конкретной дисциплины, т.к. учебные задачи должны соответствовать задачам, которые будут встречаться в реальной жизни, по своему функциональному и предметному содержанию
- Учебные задания, выполняющиеся на тренажёре, должны быть направлены на обеспечение учащихся оперативной обратной связью, на основе которой можно будет судить о качестве выполняемых учащимися действий
- Тренажёр должен быть предназначен для многократного повторения заданий учащимися, т.к. необходимо достичь автоматизма правильности действий. О правильности действий, в свою очередь, могут говорить комментарии педагогов, а также ощущения учащихся, получаемые ими посредством органов чувств и переживаний.
- Учебные задачи, которые выполняются при помощи тренажёра, необходимо подбирать так, чтобы сложность выполнения возрастала. Это позволяет учащемуся не только надлежащим образом освоить практику, но и не потерять
Любой метод обучения, который планируется применять в педагогическом процессе, может дать максимальный результат, если будет установлено, что он действительно пригоден к использованию. Установить же это можно только при помощи анализа особенностей и учащихся и той области, в которой они получают знания, навыки и умения.
Произвести оценку эффективности того или иного метода обучения можно также при помощи анализа содержательной части учебных задач и методов, которые предлагаются учащимся, опирающегося на то, соответствуют ли они актуальным проблемам и ситуациям.
Продуктивность педагогического процесса во время освоения учащимися новых знаний и приобретения новых навыков требует от педагогов разработки системы ориентировки в каждой изучаемой дисциплине. Создание оптимального содержания образовательных программ позволяет сформировать у учащихся системное мышление, которое будет гарантом их успешного обучения, и развития, наличия познавательного интереса, мотивации к последующему обучению и освоению каких бы то ни было знаний, навыков, предметов и дисциплин.
Но в педагогической деятельности нет и, пожалуй, не может быть какого-либо универсального метода или системы методов. Важно уметь применять комплексный подход, а это значит, что отдавать предпочтение в своей работе педагоги должны не только современным или традиционным методам обучения, а применять каждый из них и по отдельности и вместе, ставя перед собой задачу: выработать наиболее оптимальную и эффективную образовательную программу.
В этом уроке мы поговорили о современных методах обучения и указали их основные преимущества и недостатки. Конечно же, абсолютно все их особенности мы не раскрыли (такой цели мы, собственно и не ставили перед собой), однако уже имеющейся информации должно быть достаточно, чтобы помочь вам определиться с тем, какой метод импонирует вам в большей степени, в чём вы хотели бы разобраться более предметно и что применить впоследствии в своей педагогической деятельности.
Что же касается следующего урока, то в нём мы затронем не менее серьёзную тему, касающуюся непосредственного взаимодействия педагога и учащихся - мы расскажем о методах педагогического воздействия на личность учеников.
Проверьте свои знания
Если вы хотите проверить свои знания по теме данного урока, можете пройти небольшой тест, состоящий из нескольких вопросов. В каждом вопросе правильным может быть только 1 вариант. После выбора вами одного из вариантов, система автоматически переходит к следующему вопросу. На получаемые вами баллы влияет правильность ваших ответов и затраченное на прохождение время. Обратите внимание, что вопросы каждый раз разные, а варианты перемешиваются.
Задачи, легкие или сложные, хорошие или не очень, требующие решения, преследуют любое живое биологическое существо постоянно. Часто в разговорах, в спорах, в размышлениях я вспоминаю следующую ситуацию из детства: кошка нашла по жалобному мяуканью котенка, провалившегося за ящик. Расстояния были не более 70мм между ящиком и стеной с двух граней, между ящиком и основанием, остальные грани свободные. Мгновенно сообразив, кошка распласталась, полезла под ящик, прихватив одной лапой детеныша-неудачника, вытащила котенка. Затем легла на бок, положила котенка на лапы, а верхними лапами била непослушного, на что наказуемый, мяукая, просил прощения (жаль, что бумага не изображает звука). Пример приведен мною для доказательства, что жизнь сама заставляет творчески (креативно) мыслить любое биологическое существо, потому что надо жить и выжить не толькобиологической (социальной) единице, но и ее потомству (государству).
Человеческая деятельность всегда требовала творческого мышления. Анализируя свое окружение, человечество изучило колоссальное число систем, нашло множество связей между системой и ее надсистемой, наднадсистемой, подсистемой, подподсистемой и т.д. и изобрело множество методик решения сложных и хороших задач, объединенных в настоящее время в единую теорию решения изобретательских задач (ТРИЗ). Ее разработка и распространение связаны с именем инженера-изобретателя, писателя-фантаста Г. С. Альтшуллера
ТРИЗ развивает системный и диалектический образ мышления, применимый к любым жизненным ситуациям. ТРИЗ - это наука о творчестве. Основным теоретическим положением ТРИЗ является утверждение, что технические системы развиваются по объективным, познаваемым законам, которые выявляются путем изучения больших массивов научно-технической информации и истории техники.
Основными особенностями ТРИЗ являются: использование закономерностей развития систем; выявление и разрешение противоречий, возникающих при развитии систем; систематизация различных видов психологической инерции; использование методов ее преодоления, развитие многоэкранного (системного) стиля мышления, использование специальных системных операторов, методика поиска ресурсов (вещественных, энергетических, информационных и др.), структурирование информации о проблемной ситуации, специальное информационно-методическое обеспечение.
В статье описан пример использования методов ТРИЗ Г. С. Альтшуллера в обучении студентов технической механике. Тренинг как интенсивное обучение с практической направленностью был выбран в качестве технологии проведения занятия. Структура тренинга включает в себя блоки, реализующие цели занятия, адекватные целям креативного образования в целом .
Блок 1. Мотивация. К инженеру завода, выпускающего мини-тракторы, после сдачи стандартных тестовых заданий на профессиональную пригодность, пришли на собеседование трое молодых претендентов, получивших одинаковое количество высоких баллов. К счастью или к несчастью, оказалось, что трое молодых людей оказались знакомы друг с другом. Сославшись на вызов управляющего на один час, инженер попросил претендентов (по желанию) помочь решить одну проблему, результат которого будет влиять на прием одного из претендентов на очень высокооплачиваемую работу. Проблема состояла в следующем: перед входом в высотное здание, где находился административный блок предприятия, требовалось установить макет мини-трактора. Вес мини-трактора 1200 кг. Принимается любое техническое решение данной проблемы.
Покажите хоть одного человека (даже лен-н-н-нивого), не желающего работать с высокой зарплатой?
Задача - проблема есть и каждый студент (претендент) на занятии ищет свой алгоритм решения задачи, используя свой уровень творческого мышления. Начинаем творить чудеса. Думаем и творим, творим и думаем. Системное мышление, строго учитывающее все положения системного подхода - всесторонность, взаимоувязанность, целостность, многоаспектность, учитывающее влияние всех значимых для данного рассмотрения систем и связей нерасчлененного, синкретического мышления. С точки зрения системного подхода объекты, входящие в данную систему, должны рассматриваться и сами по себе, и в связи со многими объектами и явлениями. Достаточно выделить только наиболее устойчивые связи, непосредственно и значительно влияющие на решение поставленной задачи и поддающиеся реальной оценке.
Задача преподавателя, заключается в поддержке и развитии творческого мышления, в преодолении психологических барьеров у студентов, в умелом применении методов научного творчества. Формулирую ненавязчиво вопросы - подсказки: «Обозначить в решаемой задаче надсистему - систему - подсистему»; «Какие функции несут надсистема - система - подсистема?»; «Что требуется изменить для решения задачи: надсистему - систему - подсистему и как это сделать?» и т.д. Итогом этого блока должны быть идеи студентов для решения поставленной задачи в любой форме: выполнение эскизов, выявление и разрешение противоречий, возникающих при развитии системы. Наблюдаю, помогаю без афиширования, даю возможность на негласную подсказку продолжением занятия.
Блок 2. Содержательная часть 1. Основание для установки макета мини - трактора, допустим, был утвержден со сверх-эффектом: в пространство основания было решено ставить велосипеды сотрудников (сообразительным подсказка). В ходе конструирования был принят вариант, где несущие элементы работали на сжатие.
Сжатием называется такой вид нагружения, при котором в сечении бруса возникает только один внутренний силовой фактор - продольная сила, обозначается буквой N, размерность в ньютонах,Н. Нормальным напряжением называется продольная сила, приходящаяся на единицу площади, обозначается буквой σ (сигма), размерность в ньютонах на квадратный миллиметр, Н/мм 2 .
Условие прочности при сжатии:
σ = N/А ≤ | σ |;
где σ - расчетное напряжение, Н/мм 2 ;
N - сжимающая продольная сила, Н;
А - площадь поперечного сечения, мм 2 ;
| σ | - допускаемое напряжение материала, Н/мм 2 .
Суть сжатия или растяжения: действуя на брус вдоль продольной оси, проходящей через центр тяжести поперечного сечения бруса, внешняя сила - действие вызывает противодействие - внутренний силовой фактор, названной продольной силой N. Значит, внутренний силовой фактор - это сила, возникающая в самом материале только от действия внешней силы. Разнообразие материалов в природе подтверждается их внутренним строением, различными силами притяжения и отталкивания молекул вещества.
Совсем маленькая стартовая площадка для творческого мышления при расчете на сжатие: определение площади поперечного сечения и подбор материала детали.
В вышеуказанном теоретическом материале доминирует инерция привычных, специальных терминов.
Из условия прочности находим требуемую площадь поперечного сечения, приравняв расчетное напряжение допускаемому напряжению материала:
А тр = N/ | σ |;
Допустим А тр = 18 см 2 .
Требуется определить стойку из стандартных металлических профилей: швеллера, балки двутавровой и уголка равнополочного.
По ГОСТ 8240-89 «Швеллеры» подбираем швеллер № 16 с площадью поперечного сечения равным А=18,1 см 2 , что больше А тр = 18 см 2 .
По ГОСТ 8239-89 «Балки двутавровые» подбираем балку двутавровую № 16 с площадью поперечного сечения равным А=20,2см 2 ,что больше А тр = 18 см 2 .
По ГОСТ 8509-89 «Сталь прокатная уголки равнополочные» подбираем уголок равнополочный № 10 с площадью поперечного сечения равным А=19,24см 2 ,что больше А тр = 18 см 2 .
Какой вариант самый экономичный? Почему? (Экономичным вариантом будет вариант стойки из швеллера № 16).
Блок 3. Интеллектуальная разминка.
1. Прочитав стихотворение, определить время года
Молчание текло,
Прошел страстей накал,
И солнце не пекло,
И горек запах трав,
Забвение пришло. (Осень).
2. «Она пошла - ее съели» - что или кто это? (Шахматная пешка).
3. Давайте будем устраиваться на работу. Пришел инженер и готов внимательно выслушать ваши решения поставленной проблемы. Условия следующие: объяснять жестами и говорить, свернув губы вовнутрь рта. Пробуем объяснить друг другу.
Блок 4. Содержательная часть 2. Основание для установки макета мини - трактора был утвержден со сверх-эффектом: в пространство основания было решено запроектировать киоск продажи периодической печати. В ходе конструирования был принят вариант, где несущие элементы работали на продольный изгиб (сжатие с изгибом).
Суть продольного изгиба в следующем: действуя на стержень вдоль продольной оси, проходящей через центр тяжести поперечного сечения стержня, внешняя сила одновременно сжимает и изгибает стержень. Условие устойчивости сводится к определению критической силы:
где F - сжимающая сила, Н;
Fкр - критическая сила, Н;
|s| - допускаемый коэффициент запаса прочности
Наибольшее значение сжимающей силы, при которой прямолинейная форма стержня сохраняет устойчивость, называется критической силой.
Методика решения задач на устойчивость стержней большой гибкости была предложена математиком Л. Эйлером в 1744 году. Дополнения внес Ф. О. Ясинский для расчета стержней средней гибкости.
В вышеуказанном теоретическом материале также доминирует инерция привычных, специальных терминов.
Блок 5. Головоломка. Каждый группа из 6-10 студентов, предварительно проанализировав и смоделировав систему, предлагают общую модель через основные шаги моделирования:
а) понять задачу;
б) понять работу системы и определить части (подсистемы), участвующие в выполнении Главной функции;
в) определить связи между этими частями.
Для принятия модели используем мозговой штурм - метод активизации творческого мышления, основанного:
а) на групповом выдвижении альтернативных идей с их оценкой и развитием скрытых в них возможностей;
б) на предположении, что при обычных условиях обсуждения и решения проблем возникновению творческих идей препятствуют контрольные механизмы сознания, которые сковывают поток идей под давлением различных видов психологической инерции.
При проведении мозгового штурма ведущий - я соблюдаю правила подготовительного и, особенно, генерующего этапа:
а) запрет критики;
б) запрет обоснования выдвигаемых идей;
в) поощрение всех идей, даже нереальных и фантастических.
При проведении мозгового штурма использую специальные приемы активизации мышления: списки наводящих вопросов, расчленение, простое изложение, неожиданные ассоциации, освобождение от терминологии.
Блок 6. Компьютерная интеллектуальная разминка. После коллективного обсуждения поставленной задачи прошу перейти к компьютерам и перенести принятый вариант персонально на компьютер (наличие Интернета обязательно).
Блок 7. Резюме. Продолжим коллективно предложение: «Инженер завода возьмет на работу такого работника, который...». Обсуждаем самые креативные варианты, выбранные голосованием и варианты самовыдвиженцев.
Кому понравилось занятие, тот поднимает карточку с улыбающейся рожицей, посчитали. Подведем итоги.
В ходе нашей опытно-экспериментальной работы выявлено положительное влияние предложенных адаптированных методов научного творчества на профессиональные компетенции обучающихся, в части на развитие креативности. Это позволяет говорить о необходимости дальнейшей работы по адаптации методов научного творчества для преподавания технической механики.
- Зиновкина М. М., Утёмов В. В. Структура креативного урока по развитию творческой личности учащихся в педагогической системе НФТМ-ТРИЗ // Современные научные исследования. Выпуск 1. - Концепт. - 2013. - ART 53572. - URL: http://e-koncept.ru/article/964/ - Гос. рег. Эл № ФС 77- 49965. - ISSN 2304-120X.
- Утёмов В. В. Адаптированные методы научного творчества в обучении математике // Концепт: научно-методический электронный журнал. - 2012. - № 7 (июль). - ART 12095. - 0,5 п. л. - URL: http://www.covenok.ru/koncept/2012/12095.htm. - Гос. рег. Эл № ФС 77-49965. - ISSN 2304-120X
Musina Maira Saitovna,
Adapted methods of scientific work in the training of technical mechanics.
Annotation. The article considers the training of creative thinking in the training of technical mechanics. The author describes the methods of scientific creativity theory of inventive problem solving is given block description of one of the sessions of the training.
Key words: theory of inventive problem solving, systems thinking, creativity, mental inertia, brainstorming.
