Формирование инженерно-технологического мышления бакалавров на примере дисциплины «Гидравлика и гидравлические машины Текст научной статьи по специальности «Науки об образовании»

УДК 378

иЭС 378

И.С. ГАВРИЛОВА

старший преподаватель, кафедра профессионального обучения и бизнеса, Орловский государственный университет

Е-mail: [email protected]

I.S. GAVRILOVA

Senior Lecturer, Department of professional education and business, Orel State University Е-mail: [email protected]

ФОРМИРОВАНИЕ ИНЖЕНЕРНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО МЫШЛЕНИЯ БАКАЛАВРОВ НА ПРИМЕРЕ ДИСЦИПЛИНЫ «ГИДРАВЛИКА И ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ МАШИНЫ»

THE FORMATION OF THE ENGINEERING AND TECHNOLOGICAL THINKING OF BACHELORS ON THE EXAMPLE OF DISCIPLINE «HYDRAULICS AND HYDRAULIC MACHINES»

В статье раскрывается значение дисциплины «Гидравлика и гидравлические машины» в формировании профессиональных компетенций будущих бакалавров профессионального обучения, развитие научно-исследовательских навыков.

Ключевые слова: бакалавр, гидравлика и гидравлические машины, лабораторные занятия, принципы.

The article reveals the importance of discipline «Hydraulics and hydraulic machines» in the formation of professional competence offuture bachelors ofprofessional training, the development of research skills.

Keywords: bachelor, hydraulics and hydraulic machines, laboratory classes, principles.

Современный уровень развития цивилизации, бурное развитие высоких технологий, исключительная роль образования в экономическом и социально-культурном развитии диктуют необходимость не только формулирования, но и практической реализации новой образовательной системы, способствующей формированию высокообразованного, системно мыслящего, ориентированного на творческую деятельность бакалавра.

Фундаментальные основы образования формируются с помощью естественнонаучных и технических дисциплин. Они объединяют фундаментальные законы природы, которым подчиняются любые материальные процессы. Все они с различных сторон описывают один и тот же «объект» - природу. Принципиальное различие состоит лишь в том, что каждая из них описывает природу со своих позиций или свою составляющую природы.

Фундаментальные основы специальных дисциплин базируются на двух концепциях - на концепции о материальном единстве окружающего нас мира и на концепции о единстве законов, которым подчиняются все материальные процессы. [1].

В блоке профессиональных дисциплин в соответствии с ФГОС дисциплина «Гидравлика и гидромашины» является одной из базовых. Она является основой изучения по вопросам эксплуатации водоснабжения, сельскохозяйственной техники, гидроэнергетике, мелиорации земель, дорожно-мостовом строительстве и т.д.

Важна роль гидравлических дисциплин в выполнении продовольственной и энергетических программ, охране окружающей среде, использовании водных ресурсов, при проектировании систем водоснабжения и

канализации, гидравлических машин и т.д. В условиях современного производства единство естественных и технических наук находит свое проявление в процессе превращения науки в непосредственную производительную силу.

Формирование инженерно-технологического мышления у бакалавров происходит в процессе вузовского изучения специальных дисциплин и предусматривает единую цель - профессиональную подготовку высококачественного, квалифицированного выпускника. Однако формирование научного мышления бакалавров должно происходить в неразрывной связи с практическим применением всех конкретных научных знаний, что неизбежно приводит к трансформации высшего профессионального образования. При этом высшее образование все больше уделяет внимание ориентации бакалавров на будущую профессиональную деятельность.

Преподаватель дисциплины «Гидравлика и гидравлические машины» в процессе обучения раскрывает то или иное философское положение как естественное обобщение того конкретного физического материала, из которого это положение вытекает.

Кроме этого он показывает студентам, что основы гидравлики заложены благодаря теоретическим разработкам ученых Д. Бернулли, Л. Эйлер, А. Дарси, Ю. Вейсбах, А. Шези, О. Рейнольса, Дж. Вентури, Н.Е. Жуковского, И.И. Никурадзе и других. Они использовали математические расчеты, которые выражали объективную закономерность развития законов и приблизили к реальной действительности, и, в конечном счете, к практическому применению.

Потребность проведения практических занятий в

© И.С. Гаврилова © I.S. Gavrilova

13.00.00 - ПЕДАГОГИЧЕСКИЕ НАУКИ 13.00.00 - PEDAGOGICAL SCIENCES

вузе - это движущая сила развития образовательного процесса. Лабораторные и экспериментальные исследования, наблюдения явлений, проводимые студентами, соответствуют основам всех положений физической науки вообще и гидравлики в частности. В гидравлике, как и в другой точной науке, количественное определение происходящих изменений играет главную роль. Физические величины определяют свойства жидкости или характеристики процесса, происходящие с ней, изменение которых всегда нужно устанавливать количественно, посредством измерений. Точное и правильное измерение физических величин во время наблюдений и опыта составляет главную часть всякого научного исследования в гидравлике.

Все явления и физические процессы, изучаемые в курсе дисциплины «Гидравлика и гидравлические машины», находятся в определенной причинно-следственной связи друг с другом. На основании наблюдений и опытов раскрываются закономерности и устанавливаются определенные причинные взаимосвязи между изменениями различных величин. На основе анализа результатов можно выявить основные закономерности, которым подчиняются различные технические процессы. Эти общие законы служат исходным положением при анализе каждого конкретного явления. При анализе сложных процессов трудно проследить и выявить основные связи вследствие наличия целого ряда дополнительных зависимостей. Поэтому нужно, прежде всего, отделить главные из них, тем самым создать некоторую упрощенную схему явления, т.е. абстракцию.

Поскольку практика является движущей силой познания теории, то роль преподавателя состоит в том, чтобы стимулировать интерес студентов к наблюдению, эксперименту, анализу, системному мышлению, моделированию и т.д.

С целью развития у бакалавров инженерной мотивации необходимо в процессе преподавания раскрывать практическую ценность принципов познания (научность, систематичность, преемственность, межпредметные связи, связь теории с практикой и другие).[2]

Наше исследование показало важность практических методов обучения как важнейших средств связи теории с практикой и формирование умений и навыков. Так, например, в ходе проведенных практических и лабораторных работ по дисциплине «Гидравлика и гидравлические машины» конкретизируются и закрепляются теоретические знания, развиваются профессиональные компетенции.

Кроме этого, при закреплении теоретического материала на практических и лабораторных занятиях формируются и поддерживаются положительные мотивации высокого уровня, то есть создаются и поддерживаются условия заинтересованности студентами как самим ходом учебного процесса, так и его результатами. В процессе обучения студенты приобщаются не только к практическому, но и к экспериментальному познанию.

Следует отметить, что преподаватель-предметник как педагог использует инструментарий для преобразо-

вания теоретической познания дисциплины в созидательную исследовательскую работу студентов. В связи с этим, обращаем внимание на особенности выполнения лабораторных работ на настольных гидравлических установках. Они позволяют проводить лабораторные занятия таким образом, чтобы выработать у студентов как практические умения и навыки, так и освоить научные методы исследования.

Они самостоятельно снимают замеры и выполняют расчеты, анализируют, делают выводы и предложения.

Таким образом, можно сделать вывод о том, что лабораторные занятия способствуют:

- успешному усвоению основных положений и принципов гидравлики;

- приобщению студентов к применению демонстрационного физического эксперимента и использованию технических средств обучения;

- формированию способности решать задачи любой степени трудности, применяя знания и методы их решения,

- творческому развитию при самостоятельной разработке задач, применительно к конкретной ситуации, возникшей в ходе учебного процесса.

Наглядные методы обучения на гидравлических лабораторных установках способствуют формированию у бакалавров представлений, которые правильно отражают объективную деятельность, воспринимаемые явления анализируются и обобщаются.

Следует отметить, что основные преимущества настольной гидравлической лабораторной установки по сравнению со стационарными: мобильность, автономность, универсальность. Это позволяет на одной установке изучать основные разделы курса «Гидравлика и гидравлические машины».

На лабораторной гидравлической установке можно провести по курсу «Гидравлики и гидравлических машин» следующие лабораторные работы.

1. Измерение гидростатического давления.

2. Исследование уравнения Д. Бернулли.

3. Изучение режимов движения жидкости.

4. Определение гидравлических потерь напора в простом трубопроводе:

4.1.Определение коэффициента гидравлического трения (коэффициента Дарси);

4.2. Определение коэффициентов местных сопротивлений.

5. Энергетические испытания центробежного насоса. Построение напорной характеристики насоса.

При изучении курса «Гидравлики и гидравлических машин» на кафедре профессионального обучения и бизнеса Орловского государственного университета в результате дипломного проектирования силами студентов была спроектирована и изготовлена настольная гидравлическая лабораторная установка, показанная на рис. 1.

—>fCb

Рис. 1. Гидравлическая схема лабораторной установки: 1 - насосный агрегат; 2 - напорная емкость вертикальная; 3 - емкость резервная; 4 - распределитель трубный; 5 - емкость мерная; 6 - кран; 7 - трубопровод для измерения коэффициентов местного сопротивления; 8 - трубопровод для демонстрации уравнения Бернулли; 9 - трубопровод для определения коэффициента гидравлического трения (коэффициента Дарси); 10 - стеклянный трубопровод для демонстрации режимов движения жидкости; 11 - трубопровод подачи красителя жидкости; 12 - блок пьезометров; 13 - трубка переливная; 14 - сосуд с красителем; 15 - манометр; 16 - дроссель регулируемый.

Таким образом, современный уровень развития новых производственных технологий в стране, реформирование педагогического образования диктуют не только переход на новые образовательные стандарты, способствующие формированию высокообразованно-

го, системно мыслящего, ориентированного на многогранную творческую деятельность бакалавра, но и подготовку педагогов профессионального обучения с сформированным инженерно-технологическим мышлением.

Библиографический список

1. ГусейхановМ.К., Раджабов О.Р. Концепции современного естествознания. 6-е изд., перераб. и доп. М.: Дашков и К0, 2007. 540 с.

2. Хмызова Н.Г., Правдюк В.Н. Особенности совершенствования научной подготовки будущих педагогов профессионального обучения в условиях реформирования системы образования. Международная научно-практическая конференция (Орел, 22 апреля 2013 г.) 147 с.

References

1. Guseinov M.K., Radjabov O.R. Concepts of modern natural science. 6th ed., Rev. and supplementary): Dashkov and Ko, 2007. 540 p.

2. Chmuzova N.G., Pravdyuk N.R. Features of improving the science preparation of future teachers of vocational training in the conditions of reforming of the education system - an international scientific-practical conference (Orel, April 22, 2013). 147 p.