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»
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.
Применение активных методов обучения
на занятиях Технической механики.
Методы обучения - это способы обучающей работы учителя и организации учебно-познавательной деятельности учащихся по решению различных дидактических задач, направленных на овладение изучаемым материалом.
(И. Ф. Харламов).
Цель деятельности : рассмотреть применение активных методов обучения в процессе изучения дисциплины «Техническая механика» в колледже.
Задачи:
1. Определить психолого-педагогические основы активных методов обучения.
2. Разработать лекции и практические занятия с использованием активных методов обучения для дисциплины «Техническая механика».
3. Апробировать лекции и практические занятия с использованием активных методов обучения на дисциплине «Техническая механика»
Направления деятельности:
Обеспечить условия для развития личности, сделать процесс отлаженным и управляемым, формировать мыслящих субъектов. Стараться сочетать научность преподавания с доступностью, яркую наглядность с игрой, добиваться, чтобы все ученики работали увлеченно
Современные методы и формы обучения (активные методы обучения):
Метод – это сочетание способов и форм обучения, направленных на достижение определенной цели обучения. Таким образом, метод содержит способ и характер организации познавательной деятельности студентов.
Форма обучения – это организованное взаимодействие преподавателя и студента. Формы обучения могут быть: дневная, заочная, вечерняя, самостоятельная работа студентов (под контролем преподавателя и без), индивидуальная, фронтальная и т.д.
Обучение – это целенаправленное, заранее запроектированное общение, в ходе которого осуществляется отдельные стороны опыта человечества, опыта деятельности и познания. Обучение является важнейшим средством формирования личности и, в первую очередь, умственного развития и общего образования. Процесс обучения направлен на формирование знаний, умений, навыков, опыта творческой деятельности.
Активность обучаемых – это их интенсивная деятельность и практическая подготовка в процессе обучения и применение знаний, сформированных навыков и умений. Активность в обучении является условием сознательного усвоения знаний, умений и навыков.
Познавательная активность – это стремление самостоятельно мыслить, находить свой подход к решению задачи (проблемы), желание самостоятельно получить знания, формировать критический подход к суждению других и независимость собственных суждений. Активность студентов пропадает, если отсутствуют необходимые для этого условия.
Так, непосредственное вовлечение студентов в активную учебно-познавательную деятельность в ходе учебного процесса связано с применением приемов и методов, получивших обобщенное название активные методы обучения.
Активные методы обучения – это способы активизации учебно-познавательной деятельности студентов, которые побуждают их к активной мыслительной и практической деятельности в процессе овладения материалом, когда активен не только преподаватель, но активны и студенты.
Активные методы обучения предполагают использование такой системы методов, которая направлена главным образом, не на изложение преподавателем готовых знаний и их воспроизведение, а на самостоятельное овладение студентами знаний в процессе активной познавательной деятельности.
Таким образом, активные методы обучения – это обучение деятельностью.
По характеру учебно-познавательной деятельности методы активного обучения подразделяют на: имитационные методы, базирующиеся на имитации профессиональной деятельности, и неимитационные. Имитационные, в свою очередь, подразделяют на игровые и неигровые.
Наиболее распространенными АМО являются тренинги, групповые обсуждения-дискуссии, деловые и ролевые игры, методы генерирования идей и другие.
При этом к неигровым относят анализ конкретных ситуаций (АКС) Игровые методы подразделяют на:
· деловые игры,
· дидактические или учебные игры,
· игровые ситуации
· игровые приемы
· тренинги в активном режиме
При этом к игровым приемам относят средства реализации отдельных, единичных принципов. В первую очередь, различные формы активизации лекций и других традиционных форм обучения, игровые педагогические приемы, отдельные средства активизации. Например, лекцию с использованием метода анализа конкретных ситуаций в виде иллюстрации осуществляемой преподавателем, лекцию с запланированными ошибками, проблемную лекцию, лекцию пресс-конференцию, лекцию-дискуссию, лекцию-беседу - принцип диалогового общения.
Как форма практических занятий в преподавании общепрофессиональных дисциплин (на примере технической механики) Щепинова Людмила Сергеевна преподаватель специальных дисциплин ГБОУ СПО ПТ 2 Москва, г * Ролевые игры
Понятие ролевой игры Ролевые игры занимают важное место среди современных психолого- педагогических технологий обучения. Как метод они получили распространение в 70-е годы 20 века. Для повышения эффективности обучающей игры ее технология должна отвечать определенным требованиям: · Игра должна соответствовать целям обучения; · Необходима определенная психологическая подготовка участников игры, которая бы соответствовала содержанию игры; · Возможность использования творческих элементов в игре; · Преподаватель должен выступать не только в роли руководителя, но и как корректор и консультант в процессе игры.
Понятие ролевой игры Любая обучающая игра состоит из нескольких этапов: 1. Создание игровой атмосферы. На данном этапе определяется содержание и основная задача игры, осуществляется психологическая подготовка ее участников; 2. Организация игрового процесса, включающая инструктаж – разъяснение правил и условий игры участникам - и распределение ролей среди них; 3. Проведение игры, в результате которой должна быть решена поставленная задача; 4. Подведение итогов. Анализ хода и результатов игры как самими участниками, так и экспертами (психологом, педагогом).
Ролевая игра «Собеседование при приеме на работу на должность автомеханика в фирму BMW» на должность автомеханика в фирму BMW» Игра имитирует собеседование, проводимое крупной автомобильной фирмой при поиске претендентов на вакансии техников-автомехаников. В подобной ситуации реально оказался один из студентов нашего техникума, после его рассказа и возникла идея провести аналогичную ролевую игру. При таком собеседовании выявляются базовые теоретические знания претендентов по основам теоретической механики (сопротивления материалов, деталям машин и т.д.) и практические навыки решения несложных задач.
Порядок проведения ролевой игры Перед проведением занятия студентам дается задание: повторить следующие разделы теоретической механики: основные понятия и аксиомы статики, плоская система сходящихся сил, пара сил и момент силы относительно точки. В начале занятия преподаватель объясняет цели и задачи занятия, формат проведения занятия. Затем студенты получают две карточки с заданиями и лист собеседования. Преподаватель отмечает на каждом листе номер варианта. Возможная схема расположения вариантов представлена на слайде. В течении минут все решают задачи на оборотной стороне листа собеседования. Затем преподаватель приглашает четверых наиболее подготовленных студентов, которым поручается роль экспертов- экзаменаторов как представителей компании. Перед каждым из них лежит лист с теоретическими вопросами (слайд 9).
Лист собеседования Количество экземпляров - по числу участников Формат - Лист собеседования (Ф, И, О) Код вопроса (номер варианта) Количество баллов Итого баллов Подпись экзаменатора
Карточка с задачей экз. Заданы три сходящиеся силы F 1, F 2 и F 3. Найти их равнодействующую R. Номер варианта F1F1 F2F2 F3F
Карточка с задачей экз. Показать на схеме все силы, действующие на деталь АВ
Ряд2 ряд3 ряд Возможная схема распределения вариантов
Теоретические вопросы к собеседованию Тема вопрос 1.Какая система сил называется уравновешенной? 2. Какая сила называется равнодействующей данной системы сил? Тема вопроса 3. Первая аксиома статики. Может ли тело находиться в равновесии под действием одной силы? 4. Вторая аксиома статики. Следствие из первой и второй аксиом; 5. Третья аксиома статики; Четвертая аксиома статики; Тема вопроса 6. Что такое связь? Как всегда направлена сила реакции связи? Виды связей. 7. Как направлена сила реакции связи гладкой поверхности (опоры)? Шарового шарнира? 8. Как направлена сила реакции связи нити? Стержня? Цилиндрического шарнира? Тема вопроса 9. Определение сходящихся сил. Имеет ли такая система равнодействующую? 10. Условие равновесия плоской системы сходящихся сил (геометрическое и аналитическое); 11. Что такое проекция силы на ось? Какой знак может иметь проекция? 12. Сложение сходящихся сил (геометрическое и аналитическое); Тема вопроса 13. Момент силы относительно точки, его свойства. 14. Пара сил, момент пары. Эквивалентные пары. 15. Сложение пар, лежащих в одной плоскости. 16. Условие равновесия системы пар, лежащих в одной плоскости. Всего 10 вопросов. Каждый вопрос оценивается по системе баллов: 0; 1 или 2
Порядок проведения ролевой игры (продолжение) Всего нужно задать 10 вопросов. Каждый ответ оценивается по трехбалльной шкале: «0», «1», «2». Так же оцениваются и задачи. Далее, суммируются все полученные баллы, и результаты заносятся в итоговую ведомость (слайд 12). Затем оглашаются результаты: Набравшие балла приглашаются на работу с ближайшего понедельника со стартовой зарплатой 1000 $ Набравшие балла приглашаются на работу с ближайшего понедельника со стартовой зарплатой 800 $ Набравшие баллов находятся в резерве с возможностью приглашения с дополнительным собеседованием. Набравшие менее 13 баллов приходите через год!
Итоговая ведомость Фамилия И. О.Число баллов 1.Абдрахманов Р.Р. 2.Алтунин Д.С. 3.Бебих Г.К. 4.Гаджиев А.М. 5.Галкин Д.А. 6.Гусенко П.С. 7.Дуненков П. А. 8.Зиновьев Б.А. 9.Зорькин И. Р. 10.Иванов Д.А. 11.Кацапов С.В. 12.Коваленко И.М. 13.Кондратенко Н.В. 14.Косоруков М.Р. 15.Кудинов М.М. 16.Мавлонов Н. К. 17.Мелиев З М. 18.Новоселов М. И. 19.Пешалов А. Б. 20.Писарев В. И. 21.Спасский Д.А. 22.Сухоруков И. С. 23.Ходяков Д. С. 24.Хомяков А. М. 25.Щеколдин Н. И,
Что необходимо для проведения игры: лист с теоретическими вопросами - 4 экземпляра; карточка с графической задачей - 15 экземпляров; карточка с аналитической задачей - 15 экземпляров; лист собеседования - по числу участников; итоговая ведомость - 1 экземпляр. Использованные интернет-источники: Shools-geograf.at.>…kachestvo_obrazovanija…vidy
…kachestvo_obrazovanija…vidy">
Итоги ролевой игры При проведении ролевой игры собеседование прошли 18 соискателей- студентов. Один из них набрал максимально возможное число баллов - 24 балла. Этот студент исполнял и роль специалиста-эксперта. Анализ хода игры показал, что для группы порядка 20 человек ролевую игру сложно провести за один урок в 45 минут: обработка результатов и их объявление заняло еще около 20 минут. Возникли и некоторые психологические сложности: один из предполагаемых экспертов, весьма неплохо подготовленный, в последний момент отказался играть свою роль. В целом, по итогам проведения игры можно сделать следующие выводы: - ролевая игра значительно повысила интерес обучающихся к дисциплине; - практически все обучающиеся с интересом включились в игровой процесс, ждали этого урока, готовились к нему; - подготовка к уроку–ролевой игре должна проводиться преподавателем весьма интенсивно и включать в себя психологический аспект; - имитирует реальную ситуацию, формирует навыки поведения при трудоустройстве.
