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.
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.
Лютая Л.Ф.,
преподаватель общепрофессиональных дисциплин ГБПОУ «Брюховецкий аграрный колледж», ст. Брюховецкая Краснодарского края
ПРИМЕНЕНИЕ КОНЦЕНТРИРОВАННОГО ОБУЧЕНИЯ ПРИ ПРЕПОДАВАНИИ ДИСЦИПЛИНЫ «ТЕХНИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА»
Развитие техники и внедрение новых технологий в современном производстве предполагает повышение образовательного уровня, профессионального мастерства и мобильности современных специалистов. Современному обществу нужна личность, способная самостоятельно и творчески приобретать, усваивать и применять знания в изменяющихся условиях производства. Анализ современной поурочной системы обучения позволяет обнаружить ряд недостатков и противоречий. Усвоение учебной дисциплины при такой организации обучения растягивается на длительное время, в абсолют вводится не умение видеть закономерности, а знание конкретных правил, отдельных формул, изучаемый на уроках учебный материал отличается большой пестротой: калейдоскоп новых понятий, законов, правил, принципов, дат, явлений обрушивается на студентов едва ли не на каждом уроке. «Следствием такого "содержательного винегрета" является распыление внимания студентов на ряд предметов. Постоянная смена предметов, кабинетов, педагогов не позволяет студентам ни в один из них погрузиться полностью, не дает возможности остановиться на чем-то, задуматься поглубже над заинтересовавшим вопросом, предметом» . Разрешение этого противоречия требует перехода к иной организации обучения, которая бы максимально сближала учебный процесс с естественными психологическими особенностями человеческого восприятия, усвоения и запоминания информации. Этой задаче отвечает концентрированное обучение. «Цель концентрированного обучения заключается в ликвидации многопредметности учебного дня, калейдоскопичности ощущений и впечатлений при формировании знаний, раздробленности процесса познания. Эффективность учебного процесса при концентрированном обучении достигается благодаря реальному комплексированию всех компонентов процесса обучения: целевого, содержательного, контрольнооценочного. Концентрированное обучение отвечает духу демо-
кратизации и гуманизации образования, объединяет все составные части педагогического процесса, соответствует потребностям современной средней профессиональной школы» .
Дисциплина «Техническая механика» играет важную роль в формировании технического инженерного мышления будущего техника-механика, способствует формированию навыков самостоятельно ориентироваться в стремительном потоке научной и технической информации. Все возрастающий объем информации, применение новых методов проектирования конструкций требуют отбора необходимых сведений для подготовки специалистов определенного профиля. Экстенсивный путь простого увеличения количества учебного времени исчерпан. Достижение при изучении «Технической механики» таких целей, как целостность, логичность процесса познания, заинтересованность в обучении, разнообразие учебной деятельности в рамках классно-урочной системы с ее многопредметностью и рассредоточенностью процесса изучения дисциплины не дает желаемого педагогического эффекта. Для достижения этих целей преподавателю необходимо: систематизировать учебный материал; выделить основное, главное; структурировать его, использовав однотипность структуры формул и аналогичность законов, явлений; установить единство методов расчета в дисциплине «Техническая механика» и их практическую направленность; организовать самостоятельную работу студентов. «В вузах России накоплен положительный опыт концентрированного обучения отдельных дисциплин: педагогики (В.С. Безрукова, Екатеринбургский инженернопедагогический институт]; специальных предметов (В.М. Гареев и др., Уфимский авиационный институт; А.Т. Попов, Т.В. Давыдова, Магнитогорский горно-металлургический институт]» . Образовательная технология концентрированного обучения рассмотрена как один из подходов к организации обучения, позволяющий снять трудности, преодолеть которые в рамках традиционной классно-урочной системы организации обучения не всегда возможно.
«Концентрированное обучение - это технология организации обучения, при которой в течение короткого или длительного периода осуществляется концентрация энергии и рабочего времени учащихся на изучении одной или нескольких дисциплин» . Цель концентрированного обучения состоит в повыше- 64 -
нии качества обучения и воспитания учащихся (достижение системности знаний, их мобильности и т.д.) путем создания оптимальной организационной структуры учебного процесса. Цель концентрированного обучения заключается также в ликвидации многопредметности учебного дня, калейдоскопичности ощущений и впечатлений при формировании знаний, раздробленности процесса познания. Дидактико-методическое обеспечение процесса концентрированного обучения дисциплине «Техническая механика» включает: проектирование содержания дисциплины «Техническая механика» в условиях концентрированного обучения, методическое обеспечение концентрированного обучения дисциплине, подготовку педагога как условие реализации концентрированного обучения. Реализация в педагогическом процессе образовательной технологии концентрированного обучения дисциплине «Техническая механика» требует адекватного структурирования содержания учебной информации. Учебный процесс преподавания дисциплины проектируется модульным по содержанию и концентрированным по форме. Дидактические условия реализации концентрированного обучения дисциплине заключаются в подготовке содержания дисциплины к условиям концентрированного обучения по следующему алгоритму: анализ содержания предмета на необходимость и возможность систематизации и структурирования, выделение общих объектов изучения; узловых, стержневых вопросов; подготовка содержания предмета к условиям концентрации (построение структурной схемы предмета, формирование модулей (блоков] содержания); проектирование рабочей программы предмета (проектирование модулей изложения и понимания учебного материала и разработка временного аспекта концентрированного обучения); в разработке дидактико-методического обеспечения процесса концентрированного обучения. Основными средствам обучения являются блочно-модульная программа дисциплины, график погружения в дисциплину, дидактико-методическое обеспечение каждого блока. Модульная программа изучения дисциплины «Техническая механика» отражает содержательный компонент процесса обучения (содержание учебной информации), процессуальный компонент (формы и методы обучения], а также требования к умениям и навыкам студента по предмету и временной аспект. Изучение содержания модуля выстраивается в соответствии со структурной схемой модуля.
Структурная схема содержания учебного модуля раздела 2 «Сопротивление материалов»
Учебный материал структурируется на основе принципов целостности и системности. Выделяется «ядро» знаний (постулаты, законы, закономерности], вокруг которого формируется «оболочка» - материал прикладного характера. Структурированное таким образом содержание дисциплины требует и соответствующих средств для наглядного представления и формирования у студентов системных знаний. С этой целью широко используются опорные сигналы и конспекты, структурно-логические схемы, таблицы, учебные презентации. Концентрированное обучение позволяет в наибольшей степени разнообразить формы и методы изучения учебного материала, обеспечить целостность его усвоения. Основной учебно-организационной единицей при концентрированном обучении становится не урок, а учебный блок, который включает различные формы организации обучения. Модули разделяют на блоки. Блок - временная учебная еди-
ница, содержащая относительно самостоятельную часть учебного материала. В условиях кардинального изменения учебного процесса структурированные учебные блоки состоят из теоретического обучения (лекции], самостоятельной работы студентов над учебным материалом в различных формах, практических занятий, лабораторных работ, контрольных работ, зачетов, выполнения тестовых заданий. Необходимым условием реализации концентрированного обучения является подготовка педагога. Изменение формы обучения и структуры всего учебного процесса потребовали изменения содержания обучающей деятельности преподавателя, что, в свою очередь, предполагало не только пе-реструктурирование учебного материала в укрупненные дидактические единицы, но и разнообразие видов деятельности и форм учебного взаимодействия со студентами в процессе обучения. Непременным условием успешности является переосмысление каждым педагогом своего места и роли в педагогическом процессе. В новых условиях каждый преподаватель должен быть готовым качественно провести не один урок в день, а «отработать» целую тему, выступать не просто в роли носителя учебной информации и контролера, а быть организатором учебнопознавательной деятельности обучающихся в различных формах, использовать широкий спектр методов и приемов в профессиональной деятельности. Концентрированное обучение позволяет обеспечить экономию учебного времени (изучается большой объем за более короткое время], обеспечивает интеграцию теории и практики; способствует реализации целостного процесса познания, знания и умения формируются в единстве; создает благоприятные условия для сотрудничества и общения преподавателей и студентов, создает благоприятный микроклимат; повышает уровень усвоения материала; активизирует познавательный интерес; формирует мотив учения.
Список использованной литературы
1. Бильбас А.Н. Предметно-групповая форма организации занятий // Народное образование. 1993. № 2. С. 20-21.
2. Ибрагимов Г.И., Колесников В.Г. Концентрированное обучение в средней профессиональной школе. Казань, 1998. С. 103.
3. Концентрированное обучение в системе среднего профессионального образования // Среднее профессиональное образование. 1996. № 3. С. 83-89.
4. Клюева Г.А. Концентрированное обучение теоретическим основам профессии в начальной профессиональной школе. Казань, 2000. 13 с.
5. Лукьянова В.С., Остапенко А.А. Школа самовыражения. Азовский экспериментально-педагогический комплекс: три года пути // Педагогический вестник Кубани. Краснодар. 1998. № 1. С. 20-25.
6. Остапенко А.А. Уроки-«погружения» по физике // Физика в школе. 1988. № 4. С. 25-28.
7. Остапенко А.А. Концентрированное обучение: модели образовательной технологии. Краснодар: Департамент образования и науки, 1998, 56 с.
8. Прохорова Я.Г.Концентрированное обучение русскому языку в основной школе. Азовская: АЭСПК, 1997. 32 с.
Компетентносььный подход к преподаванию технической механике в условиях СПО
Е.В. Малиневская Анжеро-Судженск
Осмысление ведущих функций и тенденций развития образования позволяет определить те подходы к подготовке специалистов, которые являются сегодня приоритетными. Различные подходы к образованию складываются в рамках различных теорий и концепций. Ориентация преподавателя в современных подходах к общему и профессиональному образованию помогает сформировать свою педагогическую позицию и выстроить на их основе систему своих действий. Одним из подходов к подготовке специалистов, обеспечивающих реализацию личностно ориентированной парадигмы образования, может выступить компетентностный подход.
Профессиональные ценности занимают ведущее место в системе ценностей человека, поэтому их формирование является важнейшим условием не только профессиональной подготовки, но и становления личности в целом. Студент состоится как профессионал в той степени, в какой он будет владеть своей профессиональной деятельностью и будет способен её осуществлять уже в процессе обучения. Следовательно познавательная деятельность студентов должна быть адекватной профессиональной деятельности. Между тем существует целый ряд противоречий между характером учебной и профессиональной деятельности, которые выделены и рассмотрены А.А.Вербицким. Это такие противоречия, как: между абстрактным предметом учебной деятельности и реальным предметом будущей деятельности; между системным использованием знаний на практике и их «разнесённостью» в учебном процессе по разным учебным дисциплинам; между индивидуальным способом усвоения знаний и коллективным характером профессионального труда; между вовлечённостью в процессы профессионального труда всей личности специалиста и опорой традиционного обучения прежде всего на познавательные психические процессы; между «ответной» позицией студента и инициативной позицией специалиста. Итак, основным противоречием, затрудняющим становление студента как субъекта профессиональной деятельности, становится необходимость овладения данной деятельностью в рамках и средствами иной, учебной, деятельности, существенно отличающейся от профессиональной по своему содержанию и характеру: мотивам, целям, действиям, средствам, предмету, результату. Поэтому необходимо организовать педагогический процесс таким образом, чтобы обеспечить превращение знаний, умений и навыков в средства решения различных профессиональных задач и проблем уже в процессе учебной деятельности студентов.
В Концепции модернизации российского образования раскрыты цели профессионального образования. Компетентность специалиста названа в числе наиболее значимых целей. Как же формировать профессиональную компетентность у вчерашних школьников, которые приходят в систему СПО, получив неполное среднее образование, причём с разным уровнем школьных знаний (к сожалению не всегда этот уровень дотягивает до среднего), разной самооценкой и разным мироощущением. Но рынок труда диктует свои условия и требует специалиста, обладающего полным набором компетенций: профессиональных, социальных, информационных, общекультурных и компетенций саморазвития. Студент состоится как профессионал в той степени, в какой он будет владеть своей профессиональной деятельностью и будет способен её осуществлять уже в процессе обучения. Профессиональное образование ориентировано на становление социально и профессионально активной личности, обладающей высокой профессиональной мобильностью. В современных социально-экономических условиях значение профессиональной мобильности как фактора повышения уровня социальной защищённости специалиста значительно возросло. Зависимость профессиональной мобильности специалистов технического профиля от знаний общих закономерностей строения и функционирования техники в условиях её стремительного обновления существенно увеличивается, в связи с этим возрастает актуальность совершенствования их общетехнической подготовки.
Одним из направлений совершенствования общетехнической подготовки является реализация принципа профессиональной направленности в обучении, поскольку, как показывает проведённый анализ, профессиональная направленность преподавания общетехнических дисциплин реализуется в недостаточно полной мере, что приводит к снижению мотивации и интереса обучающихся к общетехнической подготовке, и, как следствие, к снижению не только общетехнической подготовки, но и подготовки специалиста в целом.
Техническая механика является одним из основных предметов общетехнического цикла и предусматривает изучение общих законов движения материальных тел, основных методов расчёта деталей машин на прочность, жёсткость и устойчивость, а также основ проектирования простейших механизмов и узлов. Изучение этой дисциплины предполагает овладение теоретическим блоком (основные понятия и закономерности), но особое внимание уделяется практическим навыкам, т.е. умению решать задачи, пользоваться различными расчётными методиками и проектировать простейшие механизмы, начиная от анализа кинематической схемы и заканчивая разработкой сборочного чертежа и чертежей отдельных деталей. Обычно изучение технической механики представляет сложность для большинства студентов, поскольку от студента требуется наличие логического мышления, умение мыслить самостоятельно и творчески подходить к решению различных задач.
Поэтому на сегодняшний день является актуальной задача по созданию такой педагогической системы преподавания технической механики, которая бы позволила имея на входе среднеуспевающего студента, на выходе получить специалиста, обладающего в той или иной мере абстрактным мышлением, владеющего системой научных взглядов и способного решать различные нестандартные инженерные задачи, т.е необходимо организовать педагогический процесс таким образом, чтобы обеспечить превращение ЗУНов в средства решения различных профессиональных задач путём переориентации доминирующей образовательной парадигмы с преимущественной трансляцией знаний, формированием навыков на создание условий для овладения комплексом компетенций, означающих потенциал способности выпускника к выживанию и устойчивой жизнедеятельности в условиях современного многофакторного социально-политического, рыночно-экономического, информационно и коммуникационно- насыщенного пространства. Компетентностный подход нацелен на формирование компетентностей, т.е. на первое место выдвигается не информированность обучающегося, а его умение решать проблемы, возникающие в реальных профессиональных и жизненных ситуациях.
Общетехническая подготовка как составляющая политехнического образования достаточно давно является объектом исследования в педагогике. Однако до настоящего времени в научно-педагогической литературе не представлены исследования профессионально направленного преподавания курса «Техническая механика», имеющего своей целью формирование общепрофессиональных компетенций у студентов средних профессиональных учебных заведений специальности 151001 «Технология машиностроения». Таким образом сложилось противоречие между необходимостью профессионально направленного преподавания направленности курса «Техническая механика» студентам средних профессиональных учебных заведений по специальности 151001 «Технология машиностроения» и недостаточно полной разработанностью его дидактического обеспечения.
Данное противоречие позволило сформулировать проблему исследования: каким должно быть дидактическое обеспечение профессионально направленного преподавания курса «Техническая механика», поскольку без разработки вопросов профессионально направленного обучения с современных позиций невозможна полноценная реализация ценностно-целевых установок модернизации российского образования.
Объект исследования – процесс обучения технической механике в средних профессиональных учебных заведениях.
Предмет исследования – профессионально направленное преподавание курса «Техническая механика»
Цель исследования – разработать дидактическое обеспечение профессионально направленного преподавания технической механики, направленного на формирование общепрофессиональных компетенций, при подготовке техника по специальности «Технология машиностроения»
В качестве гипотезы исследования выдвинуто следующее положение: профессиональная направленность курса «Техническая механика», направленная на формирование общепрофессиональных компетенций у студентов машиностроителей может быть реализована, если:
1. дидактическое обеспечение профессионально направленного преподавания представлено в совокупности его компонентов: целевого, содержательного и процессуального;
2. таксонометрическая система целей обучения по курсу (дидактических, воспитательных, развивающих) обусловливает профессиональную направленность общетехнических знаний и умений, предусматривает воспитание профессионально важных качеств личности и развитие профессионально важных способностей будущего специалиста;
4. профессионально направленное содержание курса в процессе преподавания реализуется на основе модульно-информационной технологии, стимулирования и мотивации к учебно-познавательной и будущей профессиональной деятельности.
В соответствии с целью и гипотезой были определены следующие задачи исследования:
1. провести анализ современного состояния общетехнической подготовки студентов специальности «Технология машиностроения» в средних профессиональных учебных заведениях по курсу «Техническая механика»;
2. проанализировать состояние проблемы профессиональной направленности в научной психолого-педагогической литературе;
3. разработать дидактическое обеспечение профессионально направленного преподавания курса «Техническая механика»;
4. экспериментально проверить разработанное дидактическое обеспечение.
Исследование проводится с сентября 2008 и предполагает четыре этапа.
На первом этапе исследования изучалась степень разработанности проблемы в теории и состояние практики преподавания технической механики в средних профессиональных учебных заведениях, учебно-методическое обеспечение профессионально направленного преподавания, анализировался опыт педагогической деятельности преподавателей общетехнических дисциплин, проводился констатирующий эксперимент. Это позволило определить проблему исследования.
Методологическую основу исследования составили: теоретические положения и выводы, представленные в научных трудах по проблемам политехнического образования (П.Р. Атутов, А.А. Кузнецов, В.С. Леднёв, А.Я. Сова, Ю.Д. Обрезков, В.В. Шапеин идр.), по основам профессиональной направленности обучения (В.И.Загвязинский, В.В. Краевский, Н.В.Кузьмина, М.И. Сахмутоа, В.А. Сластёнин и др.), по теории проблемного обучения (Т.В. Кудрявцев, И.Я. Лернер, А.М.Матюшкин, М.И. Махмутов и др.), по теории содержания образования (В.С. Леднёв, М.Н.Скаткин, П.Ф. Кубрушко и др Для решения поставленных задач применялся следующий комплекс методов исследования: теоретический анализ научной литературы по проблеме исследования, изучение и анализ учебно-программной и нормативной документации, изучение педагогического опыта, моделирование педагогического эксперимента, наблюдение, анкетирование, педагогический эксперимент и обработка его результатов методами математической статистики.
Второй этап включал в себя анализ психолого-педагогической литературы по проблеме исследования, определение цели, гипотезы, задач исследования, а также поиск возможности осуществления профессионально направленного преподавания курса «Техническая механика» студентам средних профессиональных учебных заведений по специальности 151001 «Технология машиностроения». На данном этапе разрабатывается дидактическое обеспечение профессионально направленного преподавания курса «Техническая механика» и определялись особенности методики его преподавания.
На третьем этапе исследования предполагается экспериментальная проверка разработанного дидактического обеспечения профессионально направленного преподавания курса «Техническая механика». Четвёртый этап предполагает обработку полученных результатов, их анализ и обобщение.
В настоящее время проводится второй этап нашего исследования.
Специфика дисциплины «техническая механика» при подготовке техников- технологов заключается в выполнении ею двуединой функции:
Формирование теоретических знаний, необходимых для понимания сущности процессов, дальнейшего изучения специальных дисциплин, для обеспечения непрерывности образования в течение всей жизни;
Формирование прикладных знаний и умений, раскрывающей принципы и методики проектирования узлов и механизмов общего назначения.
Дисциплина сочетает как практическое, так и теоретическое содержание и требует адекватные методы обучения. Построение методики изучения дисциплины возможно с позиций теоретико-праксиологического подхода.
Праксиологический подход рассматривает практические действия субъектов труда с позиции «умного делания, преобразующего действительность» (И.А.Колесникова, Е.В.Титова). Но некоторую сложность в организации практической работы при изучении дисциплины «Техническая механика»представляет то, что современный рынок технической литературы предлагает сборники задач по технической механике, в которых рассматриваются типовые абстрактные расчётные схемы. На сегодняшний день желательно иметь возможность анализировать реальные объекты (конструкции, отдельные детали, элементы сооружений), связанные с конкретной профессиональной деятельностью. Поэтому поиск реальных производственных ситуаций и технических проблем, требующих от студента качественной экспертной оценки, базирующейся на положениях теоретической механики, сопротивления материалов и деталей машин является приоритетной задачей при формировании проблемных заданий и мини-кейсов.
Однако не менее важен при изучении технической механики её теоретический аппарат. Поэтому соединение теоретического и праксиологического подходов позволяет максимально учесть специфику дисциплины, а также цели и задачи подготовки специалистов в условиях СПО. Реализация теоретико-праксиологического подхода требует определения ведущих принципов обучения: системности, проблемности, действенности, практической направленности. Этот подход позволяет наиболее полно учитывать специфику учебно-профессиональной деятельности, осуществляемой молодыми людьми в возрасте 15 – 19 лет.
Дефицит учебного времени ставит необходимость находить такие формы организации работы, которые позволили бы максимально индивидуализировать учебный процесс. Если на первых стадиях обучения дисциплине студент начнёт испытывать трудности, то далее ни о каком качестве речи быть не может. Поэтому такие формы организации учебного процесса, как работа в паре, индивидуальная консультация во время групповой самостоятельной познавательной учебной деятельности позволяют частично решить эту проблему. Но специфика дисциплины техническая механика такова, что достичь качественного скачка в развитии мышления студента можно лишь в результате кропотливой мыслительной работы, поэтому основная роль отводится непосредственному взаимодействию преподаватель – студент, т.е индивидуализации обучения.
Для реализации дифференцированного и индивидуализированного обучения целесообразно применять элементы модульно-информационной технологии, в основе которой лежат следующие принципы:
ориентация на развитие самостоятельной учебной деятельности обучаемых, стимулирование познавательной активности;
максимально эффективное использование учебного времени за счёт методически обоснованного построения учебных модулей и использования средств ИТК в обучении;
изменение роли преподавателя в процессе обучения, связанное с приоритетным осуществлением им функций проектирования учебного процесса, консультирования обучаемых, анализов результатов обучения и коррекции методики;
ориентация образовательного процесса на заранее заданный обязательный уровень учебных достижений;
систематическая проверка уровня усвоения содержания обучения в ходе изучения модуля с приоритетной реализацией обучающей, стимулирующей и коррекционной функций контроля и оценки учебных достижений;
сочетание индивидуальной и групповой форм учебной деятельности;
Создание автоматизированной системы контроля знаний позволяет своевременно и эффективно осуществлять мониторинг обученности студентов, позволяет избежать субъективизма при оценивании и обеспечивает снятие элементов случайности в оценке знаний при сдаче экзаменов. Студенты имеют возможность получения оперативной информации о текущем контроле, просмотра правильных и ошибочных ответов пройденного тестирования, просмотра рейтинга. Значимость применения рейтингового контроля заключается и в том, что создаются объективные предпосылки для рефлексии со стороны обучаемых и создания здоровой конкуренции между студентами.
Модульно-информационная система позволяет организовать самостоятельную деятельность учащихся, способствует определению индивидуального темпа изучения материала и варьированию порядка изучения модулей, а заранее известные требования к качеству изучения каждого модуля позволяют выбрать уровень и ориентироваться на конечный результат обучения. Модульно-информационная система предоставляет студентам возможность реализовать свой творческий потенциал путём самостоятельного создания некоторых программных продуктов (презентаций, тестов, электронных учебных пособий).
Компьютерные технологии являются мощным инструментом реализации методов графики, Знания системы твёрдого моделирования позволяют студентам вычерчивать различные конструкции, существенно помогают при проектировании простейших механизмов и разработке сборочного чертежа при изучении раздела «Детали машин». Системы «Компас-график» и «Компас-3D», разработанные российской компанией АСКОН и предназначенные для выполнения конструкторских и ряда технологических работ различного уровня сложности, предоставляют эту возможность.
Использование средств компьютерной техники ориентировано на заинтересованных в профессиональном росте студентов, стремящихся к успеху и саморазвитию, а также позволяет расти в профессиональном плане и педагогу.
Повышение уровня готовности к профессиональной деятельности может быть обеспечено за счёт:
осуществления деятельностного подхода к формированию содержания образования, когда при разработке содержания центральным звеном является деятельность, направленная на конечный результат;
реализация проблемного (проектного) подхода к формированию содержания образования, при этом во главу угла ставится не описание основных компонентов труда, а те проблемы, которые должен решить специалист в процессе профессиональной деятельности, или те функции, которые он должен выполнить;
формирования аналитических и проектировочных умений специалиста, рефлексивного отношения к собственной профессиональной деятельности.
Выражением модели профессиональной деятельности является состав, содержание и последовательность предъявления студентам учебно-производственных задач, которые в комплексе охватывают все основные действия, входящие в профессиональную деятельность специалиста.
Нами могут быть сформулированы основные требования к разработке модели профессиональной деятельности с учётом проектирования междисциплинарного взаимодействия.
Полнота разработанной модели. Комплекс заданий должен достаточно полно охватывать всё содержание профессиональной деятельности.
Связь с теоретическим учебным материалом. При разработке комплекса задач и заданий место каждой задачи определяется с учётом изучения теоретического материала, информационно обеспечивающего её решение; с учётом времени изучения теоретического материала устанавливается и место конкретных задач и заданий, причём межпредметные задачи и задания выполняются после изучения теоретического материала по всем опорным учебным дисциплинам.
Обобщённость задач. Задачи, входящие в состав модели, должны отражать наиболее существенные стороны профессиональной деятельности и носить обобщённый характер, т.е. в их условиях должны быть отражены наиболее значимые параметры, которые дают возможность студентам в ходе их решения и в последующей профессиональной деятельности выделять главные показатели при принятии решения.
Типизация задач и учёт возможности переноса умений из одной деятельности в другую. Целесообразно при разработке задач и заданий типизировать их по специфике интеллектуальной деятельности.
Учёт типичных затруднений и ошибок специалистов в процессе профессиональной деятельности. Ошибки и затруднения в профессиональной деятельности являются следствием противоречия между необходимостью её выполнения и недостаточностью знаний и умений, обеспечивающих возможность этого выполнения.
Выбор целесообразных форм, методов и приёмов обучения для решения учебно-производственных задач. Для каждого аспекта профессиональной деятельности должен быть найден наиболее целесообразный приём имитации: упражнение, анализ производственной ситуации, решение ситуационной задачи, деловая игра, индивидуальное практическое задание. Выбору приёма должна предшествовать оценка его эффективности в сравнению с другими приёмами обучения.
проведение структуризации программного материала и чёткая формулировка дидактических целей для каждого теоретического и практического блока;
наличие прикладной направленности в обучении;
приоритет практической и проектной деятельности;
обеспечение студентов дидактическим материалом в печатном и электронном виде;
индивидуализации обучения;
сочетание индивидуального и группового обучения;
вовлечение студентов в учебно-исследовательскую деятельность;
замена авторитарного стиля преподавания на обучение в сотрудничестве;
применение наряду с традиционными альтернативных форм оценивания учебной деятельности студентов.
применение интерактивных технологий.
Таким образом, мы пытаемся создать педагогическую систему преподавания дисциплины «Техническая механика», направленную на формирование общепрофессиональных компетенций, способствующую раскрытию творческих возможностей и студента, и преподавателя. Данная работа представляет собой второй этап нашего исследования, после чего предполагается апробация и экспериментальная проверка разработанного дидактического обеспечения.
Формирование социально – профессиональной компетентности техника - автомобилиста
Г.И. Дубровская Новокузнецк
В настоящее время Россия переживает базисные изменения социально-экономической ситуации, суть которых - формирование рыночных отношений в экономике и либерализация социальной сферы. Мировая цивилизация вступила в принципиально новый этап своего развития, характерными особенностями которого являются интеллектуализация, технологизация, информатизация и глобализация экономики. На этом этапе ведущая роль человеческого фактора в экономическом развитии и национальном богатстве становится все более очевидной. По оценкам Всемирного банка, в середине 1990-х гг. 64% мирового богатства составлял человеческий капитал, 21% - физический капитал, 15% - природные ресурсы, тогда как за столетие до этого соотношение составляющих было прямо противоположным. В таких странах, как США, Китай, Германия, Великобритания, на долю человеческих ресурсов приходится 75-80% национального богатства, тогда как в России – лишь 50%. Эффективное использование и развитие человеческого капитала, способность создавать и осваивать новейшие технологии становятся не только критическими условиями устойчивого повышения уровня жизни, но и главными качественными критериями, отличающими передовые страны от отстающих.
Важной составляющей перемен является вхождение России в современную информационную цивилизацию, когда объем информации удваивается каждые три года, список профессий обновляется более чем на 50% каждые семь лет и, чтобы быть успешным, человеку приходится менять место работы в среднем 3-5 раз в жизни.
В обществе, основанном на знаниях, основным фактором социально-экономического развития становится человеческий капитал.
Сегодня от профессионала требуется не столько обладание какой бы то ни было специальной информацией, сколько умение ориентироваться в информационных потоках, быть мобильным, осваивать новые технологии, самообучаться, искать и использовать недостающие знания или другие ресурсы.
Развитие международного рынка рабочей силы вносит серьезные изменения в существующую практику трудовых отношений. Формируется новый тип международного работника, который достаточно гибко и быстро может приспосабливаться к возросшим требованиям современного производства, легко передвигаться, быть достаточно гибким в контактах с другими группами работников, уметь работать в команде, эффективно общаться. Именно из этого типа работников формируется новый отряд занятых в международном ориентированном производстве, которое под влиянием целого ряда факторов экономического и политического порядка продолжает непрерывно расти и развиваться.
Наши выпускники сегодня попадают на современный рынок труда, основными характеристиками которого выступают изменчивость, гибкость, высокая инновационная динамика. Поэтому и требования работодателей к тем, кто трудоустраивается, существенно изменились. Опросы работодателей по персоналу предприятий и фирм России показывают, что сегодня от молодых специалистов ждут:
готовности к непрерывному самообразованию и модернизации (осовременивания) профессиональной квалификации;
умений и навыков делового общения, в том числе сотрудничества, работы в команде;
способности к работе с различными источниками информации (ее поиск, обработка, хранение, воспроизведение и т.д.);
умений действовать и принимать ответственные решения в нестандартных и неопределенных ситуациях;
способности к критическому мышлению, самоуправлению деятельностью;
готовности к эффективному поведению в конкурентной среде в условиях стрессогенных факторов и т.д.
Таким образом, речь идет об особых образовательных результатах системы профессионального образования, в рамках которых знания выступают необходимым, но не достаточным условием достижения требуемого качества профессионального образования, – о "профессиональной компетентности" и таких ее составляющих, как специальные профессиональные и ключевые (базовые) компетенции.
Высокий уровень компетентности специалистов (главный ресурс социально-экономического развития в информационном обществе) рассматривается сегодня как важнейшее конкурентное преимущество одних государств перед другими. Компетентностный подход реализован во многих странах на уровне национальных образовательных стандартов. Как отмечают исследователи системы профессионального образования, подавляющее большинство развитых стран при всем их культурно-национальном разнообразии и специфике экономического развития объединяют две общие долгосрочные тенденции: 1) переход к профессиональным стандартам, основанным на деятельностных результатах; 2) системное описание квалификаций в терминах профессиональных компетенций.
В России переход на компетентностно - ориентированное образование был нормативно закреплен в 2001 г. в правительственной Программе модернизации российского образования до 2010 года и подтвержден в решении Коллегии Минобрнауки РФ "О приоритетных направлениях развития образовательной системы Российской Федерации" в 2005 г. В сфере профессионального образования в рамках Болонского и Копенгагенского процессов наша страна взяла на себя обязательства присоединения к базовым принципам организации единого европейского образовательного пространства, в том числе – по компетентностному формату представления результатов профессионального образования. Как ожидается, реализация этих международных соглашений обеспечит возрастание профессиональной мобильности между странами, секторами экономики, рабочими местами за счет использования "общей европейской валюты" в виде профессиональных компетенций; повышение возможностей трудоустройства и занятости выпускников профессиональных образовательных учреждений и незанятого населения Европы; реализацию возможностей развития профессиональных квалификаций в течение всей жизни.
Компетентностно-ориентированное образование – сложная, многоаспектная проблема, решение которой затребовано временем. Владение профессиональными компетенциями обеспечивает успешное выполнение специалистом таких актуальных функций как:
во-первых, формирование у человека способности обучаться и самообучаться;
во-вторых , обеспечение выпускникам, будущим работникам, большей гибкости во взаимоотношениях с работодателями;
в-третьих , закрепление репрезентативности, а, следовательно, нарастающей успешности (устойчивости) в конкурентной среде обитания.
Профессиональные компетенции
Высокий уровень концентрации и устойчивости внимания
Хорошее пространственное воображение
Хорошая моторная память
Физическая сила и выносливость
Развитая ручная моторика
Хорошая координация движений
Способность конструировать
Аналитическое мышление
Эмоциональная стабильность
Тщательность, систематичность в работе
Дисциплинированность
Терпеливость, настойчивость
Готовность проявлять ответственность за выполняемую работу
Сознательность и самоконтроль
Готовность к позитивному воздействию и сотрудничеству с коллегами
Готовность вести здоровый образ жизни
Готовность к постоянному профессиональному росту
Готовность самостоятельно и эффективно решать проблемы в области профессиональной деятельности
Подводя итог, можно сказать, что компетентностному подходу к подготовке специалистов присущ взгляд, обращенный к будущим требованиям рынков труда (принцип опережающего образования), компетентностный подход является системным, междисциплинарным, в нем есть и личностные и деятельностные аспекты, прагматическая и гуманистическая направленность. Компетентностный подход усиливает практико-ориентированность образования, его предметно-профессиональный аспект, подчеркивает роль опыта, умений практически реализовать знания, решать различные производственные задачи.
На основе компетентностного подхода к организации образовательного процесса происходит формирование у студента ключевых компетенций, которые являются неотъемлемой составляющей его деятельности как будущего специалиста и одним из основных показателей его профессионализма, а также необходимым условием повышения качества профессионального образования.
Формирование личностных и профессиональных компетенций у студентов специальности
«Техническое обслуживание и ремонт автомобильного транспорта»
Н.Е. Кузнецова Осинники
На современном рынке труда одной из актуальнейших проблем является недостаток в хороших сотрудниках, хотя специалистов в разных профессиональных областях более чем достаточно. «Специалист» и «хороший сотрудник» - разные понятия.
Хороший сотрудник – это специалист, обладающий помимо профессиональных знаний еще и рядом дополнительных характеристик, так называемых компетенций, а именно – креативностью, инициативой, умением работать в коллективе, способностью к самостоятельному решению проблем и т.д. Понятие «компетенция» имеет не очень давнюю историю и употребляется в настоящее время в самых разных областях. В образовании под компетенцией понимается «результат развития основополагающих способностей, которые приобретаются самим индивидуумом». Именно компетенции «позволяют достигать людям личностно значимых для них целей – независимо от природы этих целей и социальной структуры, в которой эти люди живут и работают».
Из всего поля компетенций в особую группу выделяются ключевые или базовые компетенции, обладание которыми делает человека особенно ценным и эффективным сотрудником независимо от сферы его профессиональной деятельности. Эти компетенции не связаны жестко с профессиональной сферой, они относятся, скорее всего, к общему развитию личности. Но и профессиональные компетенции также важны в работе любого специалиста. При этом в каждом отдельном случае мы можем говорить о тех компетенциях, которые необходимы именно данному специалисту, именно в данной профессии.
Если несколько лет назад молодой специалист, имея профессиональное образование, мог приобретать опыт, навыки, умение работать в коллективе, развивать личностные качества (настойчивость, инициативность, трудолюбие и т.д.) непосредственно на предприятии, на рабочем месте, то теперь, учитывая требования работодателя, процесс адаптации от учебной деятельности к профессиональной ложится на учебные заведения.
В изменившихся экономических условиях работодатели уже сейчас предъявляют к выпускникам СПО требования, связанные с развитием ключевых компетенций. А сложившаяся система образования главной задачей считает: дать выпускнику профессиональные знания и умения. Как объединить требования работодателя, задачи системы образования и адаптацию выпускника от учебной к профессиональной деятельности? Для решения этого вопроса необходимо:
1. Определение нового подхода к профессиональной подготовке специалиста.
2. Формирование новых отношений между учебным заведением и работодателем.
Первый пункт может решить только Министерство образования, это связано с изменением учебных программ и форм учебной деятельности. Очень трудно найти предприятие, которое бы сейчас делало заказ на специалистов.
Понимая, что развитие личностных и профессиональных компетенций, которые удовлетворяли бы требования работодателя невозможно осуществить без организационных форм учебной деятельности, мы решили в качестве эксперимента разработать программу «Формирование ключевых компетенций специалиста». В программе учитывалось требование работодателя к качеству подготовки молодого специалиста, и организовать работу в данном направлении при подготовке выпускников по специальности «Техническое обслуживание и ремонт автомобильного транспорта». Вопрос о трудоустройстве выпускников этой специальности вставал особо остро.
Программа включает следующие этапы:
1. Определение эталона качества выпускника и определение исходного состояния ключевых компетенций студента.
2. Развитие ключевых компетенций специалиста и сравнение достигнутого уровня с эталоном и требованиями работодателя.
3. Коррекция обнаруженных отклонений ключевых компетенций от эталона.
4. Проведение анализа трудоустройства выпускников.
Выпускник специальности «Техническое обслуживание и ремонт автомобилей» должен в совершенстве владеть такими профессиональными навыками как
выбор узлов и агрегатов автомобиля для замены в процессе эксплуатации автомобильного транспорта; проведение работ по техническому обслуживанию и ремонту транспорта,
эффективное использование материалов, технологического оборудования предприятий; наладка и эксплуатация оборудования для технического обслуживания и ремонта транспортных средств;
осуществление технического контроля при эксплуатации транспорта и транспортного оборудования; участие в обеспечении экологической безопасности эксплуатации, хранения, обслуживания, ремонта транспорта и транспортного оборудования.
На первом этапе «Определение эталона качества выпускника и определение исходного состояния ключевых компетенций студента» составили перечень ключевых компетенций на основании «Государственных требований к минимуму содержания и уровню подготовки выпускников» и квалификационной характеристики выпускника.
В качестве профессиональных эталонных компетенций нами были выделены:
Высокий уровень концентрации и устойчивости внимания;
Хорошее пространственное воображение;
Хорошая моторная память;
Физическая сила и выносливость;
Развитая ручная моторика;
Хорошая координация движений;
Способность конструировать;
Аналитическое мышление.
В качестве эталонных личностных компетенций мы выбрали:
Эмоциональную стабильность;
Дисциплинированность;
Терпеливость, настойчивость;
Готовность проявлять ответственность за выполняемую работу;
Сознательность и самоконтроль;
Готовность к позитивному воздействию и сотрудничеству с коллегами;
Готовность вести здоровый образ жизни;
Готовность к профессиональному росту.
Для каждого студента группы на первом курсе заготовили карту наблюдений и с помощью тестирования определили развитие личностных и профессиональных компетенций студента. Оценки заносили в графу «Исходное состояние». Результаты в среднем оказались в пределах 2-3 баллов.
Второй этап «Развитие ключевых компетенций специалиста и сравнение достигнутого уровня с эталоном и требованиями работодателя» является самым продолжительным и требует большой ответственности, терпения, настойчивости психолога и классного руководителя группы.
На протяжении всех лет обучения проводили следующие мероприятия: на классных часах психолог-профконсультант из центра занятости населения и специалист из центра по профессиональной ориентации молодежи знакомили студентов с ситуацией на рынке труда, с основными требованиями работодателей и с перечнем ключевых компетенций техника по ремонту и обслуживанию автомобилей. Для выявления личностно - психологических особенностей студентов проводили тестирование по различным методикам: методике ВОЛ (волевые особенности личности) Н.А. Хохлова, опроснику «Выявление уровня притязаний» В. Горбачева, «Диагностике личности на мотивацию к успеху» Т. Элерса, «Методике определения активности на рынке труда» И.Н. Обозова и других. В ходе тестирования психолог выявляет некоторые социальные, психологические особенности студентов (тревожность, рассеянность внимания, неуверенность в своих силах), которые затрудняли бы развитие ключевых компетенций.
На дисциплинах «Введение в специальность», «Автомобильные перевозки», «Правила и безопасность дорожного движения», «Техническое обслуживание автомобилей», «Охрана труда», «Автотранспортное право», «Ремонт автомобилей» и др. ребята не только получают знания и навыки, но и приобщаются к миру той профессии, которую выбрали для себя. Ежегодно в колледже проводятся мероприятия, посвященные Дню автомобилиста, конкурсы профессионального мастерства «Лучший в профессии», классные часы «Трудоустройство: поговорим об актуальном», «А ежели вы вежливы?», «Поговорим о прекрасном», неделя «За здоровой образ жизни», «Этикет и Этикет – ка» и др. Студенты публиковали в городской газете «Время и жизнь» статьи о своей профессии. С преподавателями специальных дисциплин студенты ежегодно посещают кузбасскую выставку-ярмарку «Транспорт. Спецтехника. Связь и безопасность», где студенты узнают о новых перспективах развития автомобильной отрасли, новых механизмах и новых моделях машин, новых навигационных системах.
Кроме этого, психологом проводятся различные тренинги, ролевые игры «Собеседование с работодателем», «Конфликтная ситуация в коллективе», в ходе которых студенты ищут выход из различных производственных ситуаций, учатся принимать самостоятельное решение. Использовались также и индивидуальные консультации психолога.
Для сравнения уровня развития профессиональных и личностно-психологических компетенций с требованиями работодателя перед производственной практикой на третьем курсе студенты получают задание: отметить в карте наблюдений требования работодателя к специалисту. На четвёртом курсе задание – заполнить таблицу «Оценка навыков и способностей», в которой работодатель отмечает компетенции практиканта.
После прохождения производственной практики на третьем и четвёртом курсе сравниваем требования к специалисту на автотранспортном предприятии с уровнем развития его ключевых компетенций. Выявляем социальные и профессиональные затруднения студентов, с которыми они встретились во время прохождения практики.
Третий этап - «Коррекция обнаруженных отклонений ключевых компетенций от эталона».
Для разрешения социальных, профессиональных, личностно-психологических затруднений, которые были выявлены в процессе прохождения практики, проводились консультации преподавателями специальных дисциплин, где корректировались практические навыки и умения студентов (умения использовать диагностические приборы, регулировать топливную аппаратуру и т.д.). Психологом проводились индивидуальные беседы для корректировки социальных и личностно-психологических затруднений (быстрая утомляемость, плохой контакт с коллективом и др.). Было проведено итоговое тестирование. Результаты по отдельным компетенциям в графе «Достигнутый результат» (карте наблюдений), составили уже 4-5 баллов. У большинства тестируемых наблюдались позитивные изменения. Многие приобрели тот «багаж» качеств, который необходим в дальнейшем для трудоустройства и успешного профессионального роста.
Четвертым, конечным этапом программы является проведение анализа трудоустройства выпускников и их профессионального роста. Например, из выпуска 2009 года из 27 молодых специалистов 19 работают по своей специальности на предприятиях «Калтанский угольный разрез» (3 человека), АТП г. Осинники (2 человека), СТО пос. Малиновки, г. Калтана, пос. Постоянный, г. Осинники (12 человек); автобаза «Регион-42» г. Новокузнецк (2 человека).
По окончании колледжа выпускник имеет карту наблюдений развития ключевых компетенций и резюме. Резюме – один из способов самопрезентации на рынке труда, цель которого заинтересовать работодателя в данном сотруднике.
Работа по реализации программы «Формирование ключевых компетенций специалиста» продолжается в группах по специальности «Техническое обслуживание и ремонт автомобильного транспорта», в этом году - по специальности «Монтаж и эксплуатация линий электропередач».
Выпускник при устройстве на работу имеет сформированные профессиональные навыки и умения, знает свои сильные и слабые личностные качества.
