Методика обучения по дисциплине механика практическое занятие. Планирование "преподавание технической механики"

Около десяти лет использую рейтинговую систему контроля качества знаний при обучении студентов дисциплине "Техническая механика". Отработаны контрольные точки, оптимально продуманы задания и их рейтинг. Студенты вовлекаются в процесс постоянной работы, от урока к уроку. Только вовремя выполненные задания приносят максимальный результат и приближают каждого к успешному завершению изучения дисциплины. Довольны обучаемые, доволен преподаватель.

Скачать:

Предварительный просмотр:

Успешное развитие современного общества предполагает тесную взаимосвязь социально-экономического прогресса и постоянного совершенствования системы образования. Второй год СПО продолжает переход к обучению на основе новых федеральных государственных стандартов третьего поколения (ФГОС), отличительной особенностью которых является ориентированность на результаты обучения, на требования рынка труда. Подготовленный молодой специалист без особых проблем должен включаться в производственные и социальные процессы, продуктивно используя квалификацию, опыт и компетенции, полученные в ходе обучения. Система образования должна не только обеспечить усвоение учащимися определенного содержания образования, но – и это главное – создать условия для запуска механизмов самообразования, саморазвития, ответственности за свою деятельность. «Обучаемому должно быть возвращено право учиться», - утверждает В.А. Карсонов, и с ним нельзя не согласиться.

Успешность обучения во многом зависит от правильной организации контроля учебной деятельности. Проверка и оценивание «качества образования» - необходимое условие оптимизации процесса обучения.

Вопросам контроля обучения всегда уделялось значительное внимание. Это отражено в работах психологов Л.С. Выготского, А.Н. Леонтьевой, В.В. Давыдова и др. Методы и формы контроля знаний рассматриваются в трудах отечественных (Ю.К. Бабаненский, М.И. Зарецкий, В.М. Полонецкий, З.А. Решетова и др.) и зарубежных (А. Анастази, Н. Кронлунд, А. Хьюгс и др.) педагогов. На новом этапе развития образования оценивание качества подготовки обучающихся и выпускников осуществляется в двух основных направлениях: оценка уровня освоения дисциплин (МДК, профессиональных модулей) и оценка компетенций обучающихся.

Задачей каждого преподавателя становиться изучение и использование накопленного опыта, разработка и применение своих методов и форм контроля качества знаний. На протяжении многих лет я использую рейтинговую систему оценки качества знаний в преподавании дисциплины техническая механика. Это одна из наиболее популярных современных контролирующих технологий, которая позволяет интегрировано оценить все виды деятельности студентов, количественно охарактеризовать качество подготовки специалиста. Правильность моего выбора подтверждает положительная динамика роста успеваемости и качества знаний по традиционно сложной для студентов технической дисциплине. Опыт работы в данной системе, накопленный дидактический и методический материал, я использую при создании фонда оценочных средств по данной дисциплине.

Рейтинговая система, в отличие от 5-ти балльной, характеризуется интегральным характером оценки. Это позволяет мне рассматривать процесс обучения в динамике, сравнивать рейтинговые показатели различных студентов (групп) между собой в разные моменты времени, на разных модулях, анализировать достоинства и недостатки тех или иных нововведений, перестраиваться и прогнозировать будущие результаты.

Рейтинговая система отличается открытостью и гласностью. Это проявляется в том, что условия работы и оценивание качества знаний, умений и навыков доводится до сведения студентов заранее. Что также соответствует требованиям ФГОС СПО «к оцениванию качества освоения основной профессиональной образовательной программы» в том, что «конкретные формы и процедуры текущего контроля знаний, промежуточной аттестации по каждой дисциплине и профессиональному модулю разрабатывается образовательным учреждением самостоятельно и доводится до сведения обучающихся в течение первых двух месяцев от начала обучения». Я знакомлю группу с системой оценки качества знаний на первом занятии по дисциплине. Подробная информация о программе работы, перечень обязательных контрольных точек (мероприятий) и время их проведения, принцип рейтинга (минимальный и максимальный балл) по этим контрольным точкам, модулю, окончательный результат, способы получения дополнительных баллов и т.д. оформляются в виде Информационного листа (Памятки). Это вручается каждому студенту и вывешивается на информационный стенд. С первых занятий даю понять, что от добросовестного, ответственного, регулярного выполнения всех требований преподавателя зависит успешность итогового результата. Каждый студент получает возможность четко планировать свои достижения. Участвуя в работе по организации контроля всех видов: поэтапного, рубежного, итогового, видеть свои недостатки. Каждый может принять меры по улучшению своего рейтинга, например, выполнением самостоятельной работы более сложного уровня, решением задач повышенной сложности. У преподавателя есть возможность стимулировать труд каждого студента, его самостоятельную дополнительную работу по расширению и углублению знаний по предмету. Тем более что на самостоятельную работу студента по дисциплине (в ФГОС третьего поколения) отводится значительное время. Назначаю дополнительные баллы за досрочное выполнение заданий. Все эти договоренности, дополнительные условия могут меняться, корректироваться в зависимости от уровня подготовки группы, изменений условий работы в течении семестра и т.п.

Рейтинговая система имеет преимущества перед традиционной пятибалльной системой и с психологической стороны. Нет отрицательного момента, когда все делятся на «успевающих» и «неуспевающих». Опытный преподаватель знает, что количество «двоек» часто не стимулирует, а, наоборот порождает безразличие. Рейтинг-результат (даже небольшой) в конце каждой темы, раздела поощряет любое продвижение вперед! Здесь нет «плохих» оценок, даже малый ответ приносит свой балл, который идет в общую копилку.

Рейтинговая система контроля качества знаний позволяет создать условия, при которых получают удовлетворение от работы и учебы обе стороны учебного процесса. А окрыляющая сила успеха незамедлительно принесет свои положительные плоды!

Применение рейтинговой системы оценки качества знаний не требует изменения структуры учебного процесса и лучше всего сочетается с блочно-модульной системой обучения. Деление содержания учебной дисциплины на разделы и темы уже содержится в рабочей программе. Начинать разработку рейтинговых показателей необходимо с анализа имеющихся методических материалов по обеспечению контроля и определению основных контрольных точек.

Простота, доступность, очевидность (прежде всего для студента) и логичность – в первую очередь должны учитываться при выборе той или иной системы рейтинговых показателей. Перечень контрольных точек обязательно включает зачет, экзамен, отчет по практической работе, контрольную и самостоятельную работы, домашнее задание и другие мероприятия.

Разработка рейтингового показателя по каждой контрольной точке является для преподавателя самым ответственным и трудоемким процессом. Необходимо учитывать, прежде всего, уровень значимости каждой контрольной точки по ее вкладу в изучение темы, раздела и дисциплины в целом. Выбор многобалльной системы может быть любой и зависит от индивидуальности преподавателя. Рекомендуется не сильно увеличивать диапазон оценок и использовать, так называемый, «коэффициент значимости», (от 2 до 10 - для текущего контроля и до 25 – для итогового) т.е. все мероприятия ранжируются. Для определения нижних границ показателей оценки (минимальный балл) рекомендуется применение «коэффициента усвоения», в большинстве случаев - 0,7, хотя применяют от 0,4 до 1,0.

Устный ответ студента, работа у доски, технический диктант или выполнение индивидуального проверочного задания оценивается от 3 до 5 баллов;

Самостоятельные работы (небольшие проверочные задания во время урока) оцениваются от 5 до 10 баллов;

Домашние задания (письменные работы) – от 7 до 11 баллов;

Расчетно-графические задания (по вариантам) – от 18 до 30 баллов;

Практические работы – от 12 до 20 баллов;

Контрольная работа – от 15 до 25 баллов.

Кроме основных контрольных точек выставляются баллы за проверку тетрадей (6-10 баллов): учитываю ведение тетради и регулярное выполнение всех домашних заданий. Итоговая аттестация – экзамен - от 20 до 30 баллов.

Рейтинговая система позволяет активизировать внеаудиторную (самостоятельную) работу студентов: подготовка сообщений и рефератов, проектно-исследовательская работа, презентации, составление и решение кроссвордов, задач повышенной сложности, изготовление пособий и др. – оценивается соответствующими баллами. Баллы за самостоятельную работу могут составлять до 40% от количества баллов по данному модулю, что является хорошей мотивацией данной деятельности и позволяют лучшим образом оценивать сформированные компетенции.

Если студент пропустил контрольную точку по уважительной причине, то эта работа выполняется в дополнительное время и оценивается тем же количеством баллов. Пропуск контрольного мероприятия без уважительной причины штрафуется тем, что выполненная в дополнительное время работа оценивается по минимуму. Если контрольное мероприятие не выполнено (даже на минимальный балл) допускается повторное выполнение работы, но оценивается только по нижнему пределу.

На каждый модуль (раздел дисциплины) составляется карта учета рейтинговых показателей, в которой указывается общее количество баллов (от и до), все контрольные точки и соответствующие им баллы. В конце семестра результаты всех карт заносятся в общую карту по дисциплине (сводную по модулям), подводится итог (соответствующая колонка), затем идет колонка итоговой аттестации (экзамен, зачет) и итоговый рейтинг. Балльная система дает возможность студенту набрать такую общую сумму, что он может быть освобожден от экзамена (при соответствии оценке «отлично») или может улучшить свой результат при соответствии оценке «хорошо».

В многобальной шкале оценок, как и в пятибалльной, должны быть три характерные области: область неудовлетворительных оценок, которая должна занимать до 60% всей шкалы, область переходных оценок – приблизительно 10% и область хороших и отличных оценок – 30%. В зависимости от вида учебной деятельности, структуры модуля и т.д. максимальный балл может меняться, но процентное соотношение вышеперечисленных областей должно сохраняться.

Разработанная и применяемая мною рейтинговая система (наглядное ее проявление - карты учета рейтинговых показателей) позволяет легко и быстро (при некотором опыте) обобщить достижения каждого студента, сделать анализ успеваемости всей группы и каждого в отдельности, выявить недостатки, вовремя принять меры по изменению неблагоприятных ситуаций. Даже на начальной стадии применения данной системы контроля знаний очевидным становится повышение у студентов мотивации к учебной деятельности, желание учиться регулярно становится закономерным, отмечается осознанная заинтересованность в результатах своего труда.

Использование рейтинговой системы контроля качества знаний раскрывает перед преподавателем новые возможности по совершенствованию форм и содержания контрольных мероприятий. Рейтинг позволят реализовать в полной мере методическую функцию контроля: совершенствование работы самого преподавателя. Позволяет каждому из нас оценить методы преподавания, увидеть свои слабые и сильные стороны, выбрать оптимальные варианты обучающей деятельности.

Применение рейтинговой системы создает для преподавателя значительную дополнительную нагрузку. Это и определение «стоимости» рейтинговых показателей, выбор и составлении перечня контрольных точек, необходимость постоянно производить аттестацию студентов и регулярно подводить итоги, и, прежде всего, методическое обеспечение контроля по всем разделам и темам.

Текущий контроль обеспечивает регулярное управление учебной деятельностью, ее коррекцию, стимулирует постоянство интереса к познавательной активности. Это определяет формы и содержание контрольных мероприятий: фронтальный опрос, индивидуальные устные ответы дополняются домашними заданиями (письменно), самостоятельными работами (письменно, на 10 минут), тестовыми заданиями. Чтобы иметь достоверное представление об уровне усвоенного материала, задания должны быть многовариантными и разноуровневыми (реализовывая личностно-ориентированный подход). Безусловно, это дополнительная методическая работа и нагрузка при проверке работ.

Рубежный контроль позволяет определить качество изучения студентами учебного материала по разделам и темам и способность применять полученные умения и навыки при выполнении практических заданий. Этот вид контроля я организовываю, применяя контрольные работы среднего уровня (до 15 баллов) и повышенной сложности (до 25 баллов). Нельзя не сказать и о воспитательном значении этого момента: студенты учатся реально оценивать свои возможности, принимать ответственные решения, развивать самокритику, делать правильные выводы на будущее.

Итоговый контроль, направленный на проверку конечных результатов обучения - это экзамен, который состоит из тестовой и практической части (также разноуровневой). Все перечисленные методы, и формы контроля, и соответствующее им методическое обеспечение отражается в КОС по данной дисциплине.

Рейтинговая система контроля качества знаний «живая», поддающаяся изменениям система. Это заставляет преподавателя быть постоянно в поиске, совершенствовать формы и методы контрольных мероприятий, корректировать методический материал (увеличивая варианты, вводя задания различной сложности, разрабатывая дополнительные задания, задачи повышенной сложности и т.д.), иногда пересматривать саму методику преподавания, изучать накопленный опыт коллег. Это стимулирует творческую активность преподавателя, способствует его профессиональному росту и благоприятно влияет на процесс обучения в целом.

Применение рейтинговой системы оценки качества знаний позволяет с большей объективностью судить о реальных достижениях каждого студента. Рейтинг - индивидуальный интегрированный числовой показатель заставляет каждого работать на конечный результат. Начиная с невысоких баллов за устный ответ, за работу на уроке, обучаемый постепенно втягивается в систематическую, добросовестную работу от занятия к занятию. Не набрал баллы сегодня (или набрал не высокий балл), можно исправить положение на последующих уроках. Рефлексия дает возможность получить лучший результат: выбрать более сложное задание, тщательнее подготовившись к контрольной точке и т.п.

Контроль качества знаний с помощью рейтинга позволяет максимально учитывать индивидуально-психологические особенности студента как личности.

• стимулировать систематическую работу студента;
• самому студенту прогнозировать поэтапно оценки своей работы и видеть состояние своих дел в любой момент времени;
• воспитывать ответственность, добросовестность и дисциплинированность;
• объективно и гибко оценивать знания;
• вовремя производить корректировку;
• совершенствовать комплексное учебно-методическое обеспечение предмета.

Литература

1. ФГОС СПО - III
2. Выготский Л.С. Педагогическая психология – М., 1991
3. Звонников В.И., Челышкова М.Б. Контроль качества обучения при аттестации: компетентностный подход: учебное пособие. М., 2009
4. Звонников В.И., Челышкова М.Б. Современные средства оценивания результатов обучения. М., 2009
5. Карсонов В.А. Педагогические технологии в образовании – Саратов, 2001
6. Сосонко В.Е. Контроль учебной деятельности студентов в средних специальных учебных заведениях с применением рейтинговой системы – НМЦ СПО, 1998
7. Сосонко В.Е. Организация контроля усвоения учебной деятельности с применением рейтинговых показателей – НМЦ СПО – М, 1998
8. Карчина О.И. Использование элементов рейтинговой системы в образовательном процессе – СПО № 2, 2001
9. Кузнецова Л.М. Рейтинговая система контроля знаний – Специалист № 4, 2006
10. Орлов Н.Ф. Блочно – модульная система (из опыта работы) – Специалист № 6, 2006
11. Пастухова И.П. Методическое обеспечение проектирования контрольно-оценочных средств по дисциплине. СПО №10, 2012
12. Семушина Л.Г. Рекомендации по внедрению современных технологий обучения – Специалист № 9, № 10, 2005

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.

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ КРАСНОЯРСКОГО КРАЯ

Краевое государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение

«КРАСНОЯРСКИЙ МОНТАЖНЫЙ КОЛЛЕДЖ»

А.В. Пашихина

МЕТОДИКА ПРЕПОДАВАНИЯ ОСНОВ ТЕХНИЧЕСКОЙ МЕХАНИКИ НА УРОКАХ РАЗЛИЧНЫХ ТИПОВ

г. Красноярск

2017

Методическое пособие по основам Технической механики составлено для преподавателей, занимающихся обучением студентов специальностей, входящих в состав укрупненной группы специальностей:

22.00.00 «Технологии материалов»;

08.00.00 «Техника и технологии строительства»;

15.00.00 «Машиностроение»;

21.00.00 «Прикладная геология, горное дело, нефтегазовое дело и геодезия»;

13.00.00 «Электро- и теплоэнергетика»

Целью методического пособия является демонстрация педагогического опыта при преподавании дисциплины «Техническая механика» на уроках различных типов.

Организация урока и его проведение определяется типом урока и его структурой. Наиболее часто при преподавании основ «Технической механики» применяются уроки следующих типов: изложение нового материала, практическое занятие, комбинированный урок, о методике преподавания которых и пойдет речь в данной статье.

ОБЩИЕ МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

Дисциплина «Техническая механика» охватывает широкий круг вопросов из разных областей науки: теоретической механики, сопротивления материалов, деталей машин и механизмов.

Включение данной дисциплины в учебный план образовательных учреждений имеет своей целью:

Повысить уровень технических знаний студентов для понимания ими устройства и работы механизмов и машин.

Способствовать более глубокому научному обоснованию вопросов, изучаемых в специальной технологии, материаловедении и других технических дисциплин.

Обеспечить сознательное понимание рассматриваемых на уроках приемов работы и технологических процессов.

Научить студентов производить расчеты элементов конструкций на прочность, жесткость, устойчивость, срез, смятие, сжатие.

Проводить сборочно-разборочные работы в соответствии с характером соединений деталей и сборочных единиц.

Воспитать у студентов материалистическое мировозрение и поднять их культурный уровень.

Соответствовать требованиям работодателя, продемонстрировав свой уровень подготовки на международных соревнованиях «Молодые профессионалы» (WorldSkills Russia ).

Большой объем учебного материала при ограниченном количестве часов, отведенных на изучении дисциплины, создает затруднения в преподавании этого предмета.

В данной статье предлагается методика преподавания основ дисциплины «Техническая механика» на уроках различных типов. Учитывается то, что основной формой учебных занятий является урок с постоянной по своему составу группой студентов.

УРОК №1 Изложение нового материала.

Тема: Введение. Техническая механика и ее разделы.

Цель: Ознакомить студентов с основными понятиями и терминологией механики. Заинтересовать предметом, указав разнообразие объектов, изучаемых механикой.

Наглядные пособия:

Портреты виднейших ученых-механиков.

Плакаты с изображением объектов, движение или равновесие которых рассматриваются в различных разделах дисциплины «Техническая механика».

Презентация.

Макеты механических передач и детали машин.

Малые архитектурные и интерьерные формы, изготовленные из деталей машин.

Содержание урока: Любой урок начинается с приветствия аудитории и преподавателя, знакомства или проверки явки студентов на занятие.

Отличие данного типа урока от урока, например, комбинированного типа, заключается в том, что на нем не проводится опрос и проверка домашнего задания. Изложение нового материала приходится на начало учебного года или начало изучения нового раздела дисциплины.

В данной статье предлагается структура проведения урока, который приходится на первое занятие по дисциплине «Техническая механика».

Эффективность процесса познания зависит не только от содержания обучения, но и от того, как усваивается материал. Повышение качества усвоения материала решается мотивацией, повышением эффективности восприятия, пониманием и контролем усвоения материала. Все элементы эффективного обучения должны взаимодействовать со здоровьесбережением.

Мотивация придает образовательному процессу направленность, избирательность, осмысленность, динамичность и является важнейшим фактором успешного обучения. Для развития учебной мотивации необходимо формирование ее самим преподавателем, благодаря правильно подобранному типу обучения.

Эффективность восприятия подразумевает разнообразие используемых методик. Многообразие методических приемов не приводит к утомляемости студентов, так как невнятная речь затрудняет восприятие, равно как и громкая. Продолжительный просмотр видеоматериала приводит к быстрому зрительному утомлению, а аудиопоток – к слуховому утомлению и т.п. Поэтому считаю, что первый урок – это залог дальнейшего успеха. Представляя дисциплину, необходимо задействовать все виды восприятия: слуховое, зрительное, осязательное. За основу можно взять высказывание Конфуция «Скажи мне - и я забуду, покажи мне - и я запомню, дай мне сделать – и я пойму»/ Поэтому на первом занятии проводится демонстрация портретов, плакатов, презентации, макетов механических передач, деталей машин.

Изложение нового материала необходимо начать с кратких исторических сведений. При изложении основных этапов развития механики следует отметить, что механика, как и прочие науки, развивалась в связи с практическими потребностями общества. Нужно указать на работы величайшего ученого древности – Архимеда, на исследования Леонардо-да-Винчи, Галилея и Ньютона. Процитировать Леонардо-да-Винчи, как доказательство полезности науки: «Механика – самая благородная и, главное, самая полезная из наук». Указать некоторые интересные подробности биографий М.В. Ломоносова и Н.Е. Жуковского и роль русских ученых в развитии механики (предполагается презентация).

Разделы «Технической механики» необходимо представить структурной схемой, что даст некую последовательность в изучении дисциплины. При характеристике разделов механики необходимо указать на многообразие задач, решаемых их методами. Показать знакомые из курса физики величины на плакатах.

Указывая на роль техники в современном мире представить вниманию многообразие деталей и способов их соединений. Используя макеты, дать возможность студентам самостоятельно назвать области применения той или иной механической передачи (цепная передача), тем самым установив диалог. Обратить внимание на материал изготовления передачи (червячная передача), обязательно озвучить все моменты, которые будут в дальнейшем изучены.

Необходимо использовать и творческий потенциал. Предусматривается внеурочная деятельность студентов - конструирование и моделирование различных фигур, которые в дальнейшем неоднократно используются на занятиях, при изучении разделов «Технической механики». На вводном занятии представляются вниманию малые архитектурные и интерьерные формы, которые изготовили студенты прошлых учебных лет. Это интересный, доступный, занимательный и легко усваиваемый вариант изучения дисциплины. Рассказать о том, что по готовности фигур обязательно проводится выставка технического творчества «Занимательная механика», результаты данной внеурочной деятельности представляются в группе колледжа социальной сети «В контакте», где студенты могут проголосовать за понравившуюся им модель. Все участники проекта получают дополнительные баллы при сдаче экзамена или получении зачета, что мотивирует студентов для участия во внеурочной деятельности такого вида. Мотивация внеурочной деятельности положительно сказывается на успеваемости студентов и относится к разряду здоровьесберегающих педагогических технологий.

Необходимо на вводном занятии озвучить количество практических и самостоятельных работ, предусмотренных учебной программой. Обозначить необходимость своевременного решения и сдачи работ, как залога успешной сдачи сессии. Для закрепления материала преподаватель проводит опрос-беседу со студентами, во время которого он дает дополнительные объяснения, уточняет отдельные формулировки и отвечает на возникшие вопросы студентов. Заключительной частью урока является домашнее задание, которое вытекает из содержания урока.

УРОК №2 Комбинированный урок

Тема: Пара сил, ее действие на тело. Момент пары сил и эквивалентность пар.

Цель: Ознакомить студентов с понятием пары сил и ее физического смысла.

Наглядные пособия:

Мяч.

Плакат.

Содержание урока: Урок начинается с приветствия и проверки явки студентов на занятие. Затем преподаватель переходит к проверке домашнего задания, которая обычно начинается с беглого просмотра студентами своих записей в тетрадях. При этом устанавливается, насколько домашнее задание правильно понято и выполнено студентами. Содержание домашнего задания зависит от пройденного материала на предыдущем уроке и его проверка производится одним из следующих видов: опрос студентов, проверка решения задач, тестовые задания, выполнение схем и т.д. На уроке по данной теме для проверки знаний и восстановления в памяти студентов в логической последовательности всего комплекса изученных вопросов предусмотрены тестовые задания по теме «Плоская система сходящихся сил». Тестовые задания рассчитаны на 20-25 мин, включают в себя теоретические вопросы (выбор правильного ответа, дополнение недостающего слова) и практические вопросы (составление уравнений ∑ Fix и ∑ Fiy ).

После проверки домашнего задания преподаватель переходит к изложению нового материала, сообщение которого является наиболее ответственной частью урока, требующей тщательной подготовки преподавателя. Готовясь к занятию, преподаватель определяет содержание учебного материала, намечает последовательность его изложения, подбирает вопросы и примеры, необходимые для выявления степени усвоения студентами нового материала и закрепления его в памяти учащихся, отбирает необходимые для демонстрации на уроке учебно-наглядные пособия.

По новой теме преподаватель вводит понятия пара сил, плечо, момент пары, эквивалентность пар. После преподаватель предлагает студентам самостоятельно определить, что произойдет с телом, к которому приложена пара сил. Ответы бывают разные и не всегда правильные. Тогда преподаватель демонстрирует действие пары сил, беря в руки мяч. После наглядного объяснения студенты с легкостью отвечают, что пара сил стремится вращать тело. Далее преподаватель дает объяснение по моменту пары, плечу, эквивалентности пар, моменту результирующей пары. После изложения нового материала студенты имеют возможность задать вопросы. Если имеются вопросы по теме, то преподаватель разъясняет их. Если вопросов нет, то следующим этапом урока является закрепление нового материала.

Для закрепления материала студентам предлагается решение нескольких задач на определение момента пары, значения сил, результирующего момента.

Задача1. Определить значение сил пары если М=100 Н*м, а=0,2 м.

Задача 2. Как изменится значение сил пары, если плечо увеличить в два раза при сохранении численного значения момента.

Задача 3. Какие из приведенных ниже пар эквивалентны:

F 1 = 100 кН, а 1 = 0,5 м; F 2 = 20 кН, а 2 = 2,5 м; F 3 = 1000 кН, а 3 = 0,03 м.

Задача 4. Дана пара сил, значение которой равно 42 кН, плечо равно 2 м. Заменить заданную пару сил, эквивалентной парой.

Задача 5. Схематично дана система пар сил и указаны значения силы и плеча. Необходимо определить момент результирующей пары.

Примеры задач могут чередоваться с вопросами. Задачи решаются у доски студентами по очереди, другие учащиеся привлекаются к ответам и решению примеров и задач с места.

Заключительным этапом является выдача домашнего задания: необходимо повторить конспект и воспользоваться учебником А.И. Аркуша «Техническая механика» стр.27-33. А также выполнить задачу на определение момента результирующей пары.

УРОК №3 Практическое занятие

Наглядные пособия:

1. Методические указания для выполнения практических работ.

2. Плакат.

Содержание урока: Урок начинается с приветствия и проверки явки студентов на занятие. Выполнение практической работы начинается с решения общей задачи-примера. Студентам демонстрируется алгоритм решения задачи, правила построения схем и составления уравнений. Для выполнения каждого этапа решения задачи возможен вызов к доске студентов. Во время объяснения студентам демонстрируются все возможные варианты, которые встречаются при выполнении практической работы. После решения общей задачи студенты задают имеющиеся вопросы, получают на них дополнительные объяснения, формулировки.

Студенты выполняют практическую работу индивидуального варианта. Это позволяет проверить уровень знаний каждого студента.

В качестве дополнительной мотивации учебной деятельности студентам группы предлагается следующее: в случае, если работа (решение задачи и ее оформление) будет выполнена во время, равное продолжительности аудиторного занятия, то не потребуется дополнительной защиты при сдаче практической работы.

Во время выполнения практической работы студентам выдаются методические указания, в которых представлены краткие теоретические сведения, пример выполнения практической работы и варианты задач со схемами.

Практическое занятие № 1

Тема: Определение реакций идеальных связей аналитическим способом.

Цель: Научиться составлять уравнения равновесия и определять реакции идеальных связей аналитическим способом.

Краткие теоретические сведения.

Условие равновесия плоской системы сходящихся сил: 𝛴 Fкх=0, 𝛴 Fку=0.

Для равновесия плоской системы сходящихся сил необходимо и достаточно, чтобы алгебраические суммы проекций всех сил системы на каждую из двух осей координат были равны нулю. Проекция системы на ось равна модулю силы, умноженному на косинус угла между силой и осью.

- - - - - - - - - - - - α - - - - - - - - - - - - - - - Х

F x = F COS α

- - - - - - - - - - α - - - - - - - - - - - - - - Х F x = - F COS α

Х F x = F

Х F x = - F

X F x = 0

Пример: Определить аналитическим способом усилия в стержнях АВ и ВС заданной стержневой системы (рис 1.1).

Дано: F 1 = 28кН; F 2 = 42кН; α 1 = 45°; α 2 = 60°;α 3 = 30°.

Определить: усилия S A и S C .

Рис. 1.1

Решение:

а) рассматриваем равновесие точки В, в которой сходятся все стержни и вешние силы (рис 1.1);

б) отбрасываем связи АВ и ВС, заменяя их усилиями в стержнях S A и S C . Направления усилий примем от узла В, предполагая стержни растянутыми. Выполним на отдельном чертеже схему действия сил в точке В. (рис.1.2).

Рис.1.2

в) выбираем систему координат таким образом, чтобы одна их осей совпала с неизвестным усилием, например с S А . Обозначим на схеме углы, образованные действующими силами с остью Х и составляем уравнения равновесия плоской системы сходящихся сил:

𝛴F кх = 0; F2 · + F1 · · S c · - S A = 0; (1)

𝛴F ку = 0; F2 · - F1 · - S c · = 0 (2)

Из уравнения (2) находим усилие S c = .

Подставим числовые значения: S c = = 16,32кН.

Найденное значение S c подставляем уравнение (1) и находим из него значение S А ;

S А = F2 · + F1 · · S c · ;

S А = 42 · 0,259 + 28 · 0,5 + 16,32 · 0 = 24,88 кН.

Ответ: S А = 24,88кН; S С = 16,32кН.

Знаки указывают на то, что оба стержня растянуты.

Исходные данные

1

Схема

F 1 , кН

F 2 , кН

α 1 , град

α 2 , град

α 3 , град

Список литературы

1. Федеральный закон от 29.12.2012 № 273-ФЗ (ред. от 03.04.2014) «Об образовании в Российской Федерации»

2. Абаскалова Н.П., Прилепо А.Ю. Теоретико-практические аспекты здоровьеориентированных педагогических технологий // Вестн. Пед. Инноваций.- 2008.-№2

3. Интернет ресурс tsitaty.com

4. Аркуша А.И., Фролов М.И. Техническая механика // Учебн., Москва, Высшая школа.- 2005.

1

Реализация требований основной образовательной программы бакалавриата предполагает сформированность у выпускников определенных компетенций. В настоящей работе исследуется влияние на результаты обучения пассивных, активных и интерактивных средств обучения. Сравниваются группы с разными подходами в преподавании таких дисциплин как «Теоретическая механика», «Техническая механика», «Моделирование в технике». Результаты промежуточных аттестаций по техническим дисциплинам отслеживались в течение нескольких лет. Если говорить об овладении теоретическим материалом, то результаты экзаменов и курсовых работ показали рост оценок в баллах примерно на 3 %. Однако в области решения практических задач результаты примерно на 8–9 % выше в группах, где использовались инновационные педагогические технологии. Кроме того, были сформированы у студентов навыки поиска информации, способности к коммуникации в устной и письменной формах, работы в коллективе.

технические дисциплины

формирование компетенций

интерактивные методы обучение

1. Проектирование основных образовательных программ вуза при реализации уровневой подготовки кадров на основе федеральных государственных образовательных стандартов / под ред. С.В. Коршунова. – М.: МИПК МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2010. – 212 с.

2. Раевская Л.Т. Профессиональные компетенции при изучении теоретической механики /Л.Т. Раевская // Образование и наука: современное состояние и перспективы развития: сборник научных трудов по материалам Международной научно-практической конференции 31 июля 2014 г.: в 6 ч. Ч. 1. – Тамбов: ООО «Консалтинговая компания Юком», 2014. – С. 143-144.

3. Будерецкая И.В. Интерактивные методы обучения //Материалы семинара «Интерактивные методы и инновационные технологии обучения в образовательном процессе» [Электронный ресурс]. – URL: http://nsportal.ru/nachalnaya-shkola/materialy-mo/2013/12/21/interaktivnye-metody-obucheniya (дата обращения: 09.06.2017).

4. Татур Ю.Г. Образовательный процесс в вузе: методология и опыт проектирования: учеб. пособие /Ю.Г. Татур. – М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2009. – 262 с.

5. Рогова Е.М. Особенности организации процесса обучения на основе кейс-метода. Методическое пособие / под ред. М.А. Малышевой / Современные технологии обучения в вузе (опыт НИУ ВШЭ в Санкт-Петербурге). – Отдел оперативной полиграфии НИУ ВШЭ – Санкт-Петербург, 2011. – 134 c.

В федеральных государственных образовательных стандартах высшего образования обязательным требованием к результатам освоения программы бакалавриата является сформированность определенного набора компетенций. В понятие компетенции входят модули - знания, умения и навыки, и личностные качества. «Модульная образовательная программа - совокупность и последовательность модулей, направленная на овладение компетенциями, необходимыми для присвоения квалификации» .

Инновационные технологии - это те, которые предполагают не столько освоение дисциплины, сколько формирование компетенций, для чего используют активные и интерактивные методы обучения. К таким технологиям относятся, например, информационно-коммуникационные технологии (привлечение информатики в изучение технических дисциплин), личностно-ориентированные технологии (развивающие природные данные обучающихся, коммуникативные способности), дидактические (использование новых приемов, методов в учебном процессе) и др.

С первых встреч с обучающимися преподаватели технических дисциплин должны обеспечить конкретное понимание целей изучения дисциплины, вклад данной дисциплины в формирование компетенций. Для этого образовательная программа должна обеспечивать в большей части проблемный, исследовательский характер обучения, мотивируя будущих выпускников на приобретение требуемых компетенций. Принято выделять несколько основных методов организации занятий, используемых преподавателями в своей области . Пассивный метод - это форма взаимодействия преподавателя и обучающегося, при которой преподаватель является основным действующим лицом, управляющим ходом занятия, а обучающиеся выступают в роли пассивных слушателей. Мы не считаем, что надо полностью отказаться от пассивного метода. Вопрос в соотношении, в доле пассивных способов во всем процессе познания. Этот метод не должен превалировать.

Активный метод обучения - это организации учебного процесса, которая способствует более активному, чем при пассивном способе, взаимодействию с преподавателем. Если пассивные методы предполагали авторитарный стиль взаимодействия, то активные предполагают демократический стиль. При этом преподавателю «приходится пересмотреть традиционную методику преподавания, когда в аудитории есть только привычные доска и мел» .

Интерактивный метод. Сегодня недостаточно быть компетентным только в своей области и уметь передавать определенную сумму знаний обучающимся. В настоящее время преподавателю необходимо организовать процесс таким образом, чтобы вовлекать в получение знаний самих студентов, чему способствуют активные, а еще больше - интерактивные методы обучения. Известно, что обучающиеся легче понимают и запоминают материал, который они изучали посредством активного вовлечения в учебный процесс. Интерактивный метод - это «замыкание» студентов на себя. Главное - общение студентов между собой в процессе получения знаний. Роль преподавателя на интерактивных занятиях сводится к направлению деятельности обучающихся на достижение целей занятия. Интерактивное обучение - это прежде всего диалоговое обучение.

Форм активного и интерактивного обучения много, напомним лишь о некоторых из них: творческие задания, лекции с ошибкой, мозговой штурм, конференции с презентацией докладов и обсуждением, учебная дискуссия, обучение с помощью компьютерных программ, метод кейсов. Метод кейсов можно представить как сложную систему, в которую включены и другие, более простые методы познания. В него входят моделирование, системный анализ, проблемный метод, мысленный эксперимент, имитационное моделирование, методы классификации, игровые методы, которые выполняет в кейс-методе свои роли . Приобретение компетенций основано на деятельности. А значит сама возможность усвоения знаний, навыков, умений зависит от активности обучающихся. Правильно организовать эту активность - задача преподавателя высшего учебного заведения.

Цели исследования

Многолетние наблюдения учебного процесса выявили все более и более слабую математическую подготовку поступающих, отсутствие самостоятельности и интереса к учебе, желание по любому поводу искать ответ в интернете, неумение сосредоточиться, страх публичных выступлений и отсутствие терпимости к высказываниям других. Все это и стимулировало поиск каких-то новых подходов к работе с нынешними обучающимися.

В процессе обучения необходимо обращать внимание в первую очередь на те методы, при которых слушатели идентифицируют себя с учебным материалом, включаются в изучаемую ситуацию, побуждаются к активным действиям, переживают состояние успеха и соответственно мотивируют свое поведение. Например, дискуссия в малых группах дает шанс каждому участнику внести что-то свое в обсуждение, почувствовать независимость от преподавателя, проявить лидерские качества, повторить материал. И хотя новые взгляды на обучение не всеми преподавателями принимаются как руководство к изменению собственных шаблонов преподавания, поиску интерактивных способов взаимодействия с группой, нельзя игнорировать данные исследований, подтверждающих, что использование активных подходов является эффективным способом обучения.

Целью нашего экспериментального исследования было определение возможности и эффективности использования активных и интерактивных форм при обучении техническим дисциплинам. Задачи исследования ставились следующие: в течение трех лет проводить мониторинг результатов промежуточных аттестаций по нескольким техническим дисциплинам в ряде групп; в нескольких группах постепенно год от года увеличивать долю активных и интерактивных подходов как в лекциях, так и в практических и лабораторных занятиях; в одной группе проводить традиционные занятия по техническим дисциплинам; провести сравнительный анализ результатов промежуточных аттестаций в группах с большой долей активных методов и в группе традиционного обучения в течение трех лет; собрать по возможности информацию об основных наиболее эффективных методах. Занятия во всех группах вел один и тот же преподаватель.

Методы исследования

Исходя из целей исследования, были выбраны группы направлений 08.03.01. «Строительство», 13.03.02. «Электроэнергетика и электротехника» (профиль бакалавриата), с которыми работали авторы данной статьи. Активные формы взаимодействия использовались нами в преподавании таких дисциплин, как «Теоретическая механика», «Техническая механика», «Моделирование в технике». Теоретическая механика изучается в третьем семестре, студенты сдают экзамен и курсовую работу с оценкой. Техническая механика дается в четвертом семестре, в результате студенты должны получить зачет. Курс «Моделирование в технике» читается бакалаврам третьего года обучения, промежуточная аттестация - зачет.

Были отобраны несколько методов.

Метод мозгового штурма использовался главным образом на лекции. Лекции обязательно содержали проблемные вопросы, ответ на которые предлагалось найти этим методом. В теоретической механике, например, надо было определить число неизвестных реакций опор в статике, сформулировать понятие вектор-момента или порядка решения задач. В курсе технической механики при первом знакомстве с группами Ассура, предлагалось вычислить класс заданной группы Ассура, смоделировать группу 4-го класса с последующим выступлением перед всей аудиторией, в котором надо было обосновать свой выбор. В лекции по дисциплине «Моделирование в технике» после объяснения классификации видов моделирования предлагалось дать характеристику программе CFD- моделирование (computational fluid dynamics), которая воспроизводит на компьютере процесс обтекания объекта какой-либо жидкостью или газом (что демонстрировалось показом слайдов). Необходимо было ответить на вопросы: реальная или мысленная модель, динамическая или статическая, дискретная или непрерывная и т.д.

Метод «творческое задание» помогал развить исследовательские навыки обучающихся. Такие задания студенты получали после знакомства с основными подходами к формализации и моделированию равновесия и движения материальных тел. Например, в теоретической механике в задачах раздела «Статика» предлагали первокурсникам не просто вычислить реакции связей, но и найти их зависимость от вида связей. После небольшого исследования они должны сделать вывод о преимуществах тех или иных опор. В разделах «Кинематика» и «Динамика» студенты разными методами решают одну и ту же задачу, что расширяет их кругозор, помогает повторить материал и формирует навыки решения задач. В технической механике надо было провести сравнительный анализ методов решения статически неопределимых задач. Предлагались к рассмотрению балочно-стержневые конструкции, решение следовало провести энергетическим методом и методом сравнения деформаций и обосновать преимущества того или иного метода.

Метод кейсов (Case-study) - это предложение группе конкретной ситуации с целью поиска решения, обоснования данного решения с подробным анализом поиска решения. Представилось возможным использовать метод кейсов в преподавании технических дисциплин для работы в малых группах. Деятельность в малых группах - это одна из самых результативных стратегий, так как она дает всем студентам возможность участвовать в работе, практиковать навыки сотрудничества, межличностного общения (в частности, умение активно слушать, вырабатывать общее мнение, разрешать возникающие разногласия). К примеру, первокурсникам, приступившим к изучению теоретической механики, предлагались задания типа - «Два груза массами m1=m кг и m2=3m кг, соединенные невесомой нерастяжимой нитью, необходимо поднять и перенести. Один рабочий предложил поднимать груз, взявшись за первый груз, второй рабочий предложил держаться за второй груз при подъеме, а третий сказал, что неважно, за какой из грузов держаться, это не приведет к разрыву нити между грузами. Кто прав? В какой ситуации меньше вероятность разрыва нити, если в любом случае для подъема прикладывается одна и та же сила F к соответствующему грузу?» В начале занятия обсуждали принципы работы в группе: занятие - не лекция, предполагается общая работа с участием каждого студента в группе; все участники равны независимо от возраста, социального статуса, опыта; каждый участник имеет право на собственное мнение по любому вопросу; нет места прямой критике личности (подвергнуться критике может только идея).

Время обсуждения задания и решения ограничивалась 30-40 минутами. После чего представитель каждой группы делал небольшое сообщение в соответствии с листингом вопросов, которые надо было осветить. Вопросы включали не только результат решения, но и анализ процесса поиска решения. После выступления всех групп преподавателем подводились итоги с указанием на распространенные ошибки, делались выводы.

Метод «Компьютерная симуляция» применялся в преподавании дисциплины «Моделирование в технике». Студентам, например, предлагались задания по моделирования технологического процесса с помощью средств визуализации. Предлагалось диагностировать переходный процесс при запуске устройства, после чего методом подбора параметров оптимизировать переходный процесс. Группа разбивалась на подгруппы по 2 студента. Были поставлены цели: 1) ознакомление с инструментальными приложениями программного пакета Scilab, получение навыков первоначальной работы с системой визуального моделирования Xcos; 2) исследование на ЭВМ динамических свойств объекта. В качестве примера предлагалась простейшая замкнутая система регулирования уровня жидкости в потоке с отрицательной обратной связью, включающей объект управления (ОУ) в виде инерционного звена 1-го порядка с запаздыванием и управляющего устройства (УУ), представляющего ПИ-регулятор (см. рис. 1). Регулируется уровень потока h путём изменения положения S регулируемого шибера.

Рис. 1. Схема системы регулирования уровня жидкости

Обучающиеся должны из соответствующих блоков в палитре приложения создать модель системы, исследовать переходный процесс, подобрать такие коэффициенты передачи, постоянные времени интегрирования, которые бы уменьшили время переходного процесса и размах колебаний при запуске системы регулирования уровня. Параметры kр - передаточный коэффициент регулятора; Ти - время интегрирования были настроечными. hЗ - задаваемый уровень потока. Моделирование процесса начиналось с составления дифференциального уравнения и получения передаточных функций объекта управления (Wo-(p)) и управляющего устройства (Wр-(p)). После работы в программе по полученному графику переходного процесса необходимо было удостовериться в правильности указанных настроечных параметров регулятора k р и Tи. Подбирая параметры, оптимизировали переходный процесс.

Метод тестирования. Кафедрой разработаны комплекты тестовых заданий на компьютерах, содержащие сотни задач по разделам общетехнических дисциплин. Они предлагаются студентам для проверки усвоения материала после прохождения каких-то разделов технических дисциплин в течение семестра. Эти задачи требуют проведения некоторого исследования и довольно длительного расчета. В компьютерном классе кафедры тестирование по отдельным темам помогает овладению учебным материалом.

Таким образом, формируются такие профессиональные компетенции как ПК-1, ПК-2, ПК5, ПК-6, необходимые, например, для квалификации бакалавров направления «Строительство».

Общекультурные компетенции также должны формироваться при изучении технических дисциплин. Умение логически верно, аргументировано строить устную речь (ОК-2), культура мышления, постановка цели, саморазвитие, повышение квалификации (ОК-1, ОК-6), организационные способности, работа в коллективе. Для развития навыков грамотной устной речи и преодоления страха публичного выступления, к примеру, в процессе изучения курса «Техническая механика» каждому обучающемуся предлагают подготовить реферат и выступить с презентацией на выбранную тему. Студентов знакомят с правилами создания слайдов для презентации и оговаривают время выступления. Приведем несколько тем докладов, связанных с будущей профессиональной деятельностью в области машиностроения: методы и средства защиты от вибраций автомобилей; техника безопасности на производстве; вибрация и защита от нее, вибродемпфирование.

Результаты. Выводы

В наших вузах применяется сто-балльная оценка результатов промежуточной аттестации. Приведем несколько результатов. Средний балл по группе за курсовую работу по теоретической механике (в группах, где ежегодно увеличивалась доля активных и интерактивных методов): 1-й год - 71,2 балла, 2-й год - 75,4 балла, 3-й год - 76,2 балла. Приблизительно такая же динамика прослеживается и в экзаменационных оценках по теоретической механике. Средний балл за зачет по технической механике: 1-й год - 75,9 балла, 2-й год - 79,7 балла, 3-й год - 88,3 балла. В группе с преобладанием пассивных средств обучения результаты в течение трех лет оставались примерно одинаковыми: 70-73 балла за курсовую работу, 70 -75 за зачет по технической механике. Средний балл по группе за зачет по моделированию в технике: 1-й год - 68,3 балла, 2-й год - 76,4 балла, 3-й год - 78,2 балла. На рисунке 2 приведены средние значения результатов за последние три учебных года по сравнению с 2013-14 учебным годом (преобладал пассивный метод обучения) по некоторым техническим дисциплинам.

Рис.2. Ряд 1 - моделирование в технике, ряд 2 - теоретическая механика, ряд 3 - техническая механика

Таким образом, можно констатировать улучшение результатов обучения по всем дисциплинам, но особенно заметны изменения по технической механике, где средний балл за 3 года составил 81,3, а по отношению к среднему значению прирост в третьем году - 8,6 %. И хотя по остальным дисциплинам результаты более скромные, можно предположить, что использование активных и интерактивных подходов в преподавании дает возможность эффективнее приблизиться к выполнению требований федеральных государственных образовательных стандартов. Использование инновационных технологий требует от преподавателя значительной методической работы: подготовка карточек, заданий, слайдов, методичек. Все это способствует более высокому уровню усвоения учебного материала. Кроме того, достичь этого можно и решением нестандартных задач, участием во внутривузовских, городских и региональных олимпиадах, например, по теоретической механике, в которых активно участвуют студенты нашего вуза. Основные результаты в формировании общекультурных компетенций следующие: студенты стали более активны в образовательном процессе, получили навык работы в команде. В дальнейшем планируется распространение опыта использования новых методов обучения на такие дисциплины, как «Мехатроника» для магистров, «Аналитическая механика», «Сопротивление материалов».

Библиографическая ссылка

Раевская Л.Т., Карякин А.Л. ИННОВАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В ПРЕПОДАВАНИИ ТЕХНИЧЕСКИХ ДИСЦИПЛИН // Современные проблемы науки и образования. – 2017. – № 5.;
URL: http://science-education.ru/ru/article/view?id=26753 (дата обращения: 26.11.2019). Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»