Модель междисциплинарного практикума по физике и особенности ее реализации при подготовке будущих специалистов железнодорожного транспорта Текст научной статьи по специальности «Науки об образовании»

ТЕОРИЯ И МЕТОДИКА ОБУЧЕНИЯ ФИЗИКЕ THEORY AND METHODOLOGY OF PHYSICS TEACHING

УДК 53:377 ББК 22.3:74.47

Светлана Иннокентьевна Десненко,

доктор педагогических наук, профессор, Забайкальский государственный университет (672039, Россия, г.Чита, ул.Александро-Заводская, 30) e-mail: [email protected]

Андрей Владимирович Рогалёв,

преподаватель,

Забайкальский институт железнодорожного транспорта (672000, Россия, г.Чита, ул. Бутина, 3) e-mail: [email protected]

Модель междисциплинарного практикума по физике и особенности ее реализации при подготовке будущих специалистов железнодорожного транспорта

Статья посвящена одной из актуальных проблем среднего профессионального образования на современном этапе - созданию междисциплинарных курсов, составляющих основу профессиональных модулей, в соответствии с федеральным государственным образовательным стандартом среднего специального образования (ФГОС СПО). В статье представлена и обоснована модель междисциплинарного практикума по физике, отражающая специфику содержания и структуры лабораторных работ профессионально ориентированного технического характера, критерии отбора содержания лабораторных работ и учебно-методического обеспечения практикума. Рассматривается специфика содержания и структуры лабораторных работ, включающая фундаментальную составляющую (физические явления, физические объекты, физические величины, физические законы и закономерности, физические теории, лежащие в основе принципа работы технических устройств, технических и технологических процессов на железнодорожном транспорте) и профессионально ориентированную техническую составляющую (элементы технических знаний - технические устройства, технические и технологические процессы; принципы работы технических устройств, физические основы технических и технологических процессов на железнодорожном транспорте). Приводится авторская классификация профессионально ориентированных вопросов как основы профессионально ориентированной технической составляющей содержания лабораторных работ практикума. В статье предложены примеры профессионально ориентированных вопросов, рассмотрение которых возможно в рамках содержания междисциплинарного практикума по физике. Раскрываются условия реализации междисциплинарного практикума по физике как специального средства развития технического мышления будущих специалистов железнодорожного транспорта.

Ключевые слова: междисциплинарный лабораторный практикум по физике, модель лабораторного практикума по физике, профессионально ориентированные вопросы, профессиональная деятельность, техническое мышление.

124

© Десненко С. И., Рогалёв А. В., 2014

Svetlana Innokentyevna Desnenko,

Doctor of Pedagogy, Professor, Transbaikal State University (30 Aleksandro-Zavodskaya St., Chita, Russia, 672039) e-mail: [email protected]

Andrey Vladimirovich Rogalev,

Teacher,

Transbaikal Institute of Railway Transport (3 Butyn St., Chita, Russia, 672000) e-mail: [email protected]

The Model of Interdisciplinary Practical Course on Physics and Features of its Implementation in Future Specialists' Preparation of Railway Transport

The article is devoted to one of the urgent problems of vocational education at the present stage - the creation of interdisciplinary courses that form the basis of professional modules in accordance with FSES SPE. The article presents a model of interdisciplinary workshop on physics, reflecting the specific of content and structure of the professionally oriented technical laboratory work, criteria for selection of laboratory work content and training and methodological support of practical course. We consider the specific of content and structure of the laboratory work, including the fundamental component and professionally oriented technical component. The authors' classification of professionally oriented issues as a basis for the professionally oriented technical component of practical course is given. This article contains the examples of professionally oriented issues, and its consideration is possible within the meaning of the interdisciplinary practical course on physics. The conditions of the implementation of the interdisciplinary practical course on physics as a special means for the development of technical thinking of future specialists of railway transport are disclosed.

Keywords: inter disciplinary workshop on the physics, model of laboratory workshop on physics, professionally oriented issues, professional activity, technical thinking.

Одна из особенностей внедрения федеральных государственных образовательных стандартов среднего специального образования (ФГОС СПО) в образовательный процесс заключается в том, что профессиональная подготовка студентов должна осуществляться посредством междисциплинарных курсов, составляющих основу профессиональных модулей. Это предполагает организацию профессиональной подготовки будущих специалистов с учетом междисциплинарной интеграции учебных, профессиональных, специальных дисциплин и учебных практик.

Междисциплинарный подход в техническом образовании следует рассматривать как одно из эффективных средств развития технического мышления, которое обеспечивает формирование у будущего специалиста системное видение целей и средств предстоящей деятельности в целостности. Высокий уровень технического мышления и его инженерная направленность будут способствовать мобильности работника в условиях совершенствования технических систем и высоких технологий [1-4].

Одним из вариантов реализации междисциплинарного подхода при обучении физике студентов колледжа железнодорожного транспорта является использование в учебном процессе междисциплинарного практикума [5; 6]. Целостное представление структуры междисциплинарного практикума по физике и особен-

ности его содержания отражены в разработанной нами модели междисциплинарного практикума по физике для студентов учреждений СПО железнодорожного транспорта (рис. 1).

Основу междисциплинарного практикума по физике составляют лабораторные работы профессионально ориентированного технического характера.

Структурно содержание лабораторных работ представлено двумя составляющими:

- фундаментальная составляющая - физические явления, физические объекты, физические величины, физические законы и закономерности, физические теории, лежащие в основе принципа работы технических устройств, технических и технологических процессов на железнодорожном транспорте;

- профессионально ориентированная техническая составляющая - элементы технических знаний - технические устройства, технические и технологические процессы; принципы работы технических устройств, физические основы технических и технологических процессов на железнодорожном транспорте как основа развития технического мышления будущих специалистов железнодорожного транспорта.

Содержание лабораторных работ междисциплинарного практикума по физике отобрано в соответствии с выделенными нами критериями отбора содержания лабораторных работ:

МОДЕЛЬ МЕЖДИСЦИПЛИНАРНОГО ПРАКТИКУМА ПО ФИЗИКЕ ДЛЯ СТУДЕНТОВ УЧРЕЖДЕНИЙ СПО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА

КРИТЕРИИ ОТБОРА СОДЕРЖАНИЯ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ

1. Соответствие содержания лабораторных работ курсу физики (примерная программа по физике для учреждений СПО технического профиля)

2. Соответствие содержания лабораторных работ уровню современной науки и уровню технического оснащения и технологий на предприятиях железнодорожного транспорта

3. Соответствие содержания лабораторных работ содержанию профессиональной деятельности будущих специалистов, регламентируемой ФГОС СПО (соответствие объектам и видам профессиональной деятельности)

4. Соответствие содержания лабораторных работ учебно-материальному и техническому оснащению учебного заведения

ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ ПРОФЕССИОНАЛЬНО ОРИЕНТИРОВАННОГО ТЕХНИЧЕСКОГО ХАРАКТЕРА

УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ПРАКТИКУМА

ОСНОВЫ СОДЕРЖАНИЯ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ

Фундаментальная составляющая:

1. Физические явления

2. Физические объекты

3. Физические величины

4. Физические законы и закономерности

5.Физические теории

Профессионально ориентированная техническая составляющая:

1. Элементы технических знаний (технические устройства, технические процессы, технологические процессы)

2.Принципы работы технических устройств

3. Физические основы технических и технологических процессов

1. Учебная программа междисциплинарного практикума по физике

2. Методическое руководство для преподавателей (учебно-методическое пособие по организации и выполнению лабораторных работ междисциплинарного практикума по физике)

3. Методическое сопровождение деятельности студентов (учебно-методическое пособие)

4. Учебно-материальное и техническое обеспечение практикума (типовое оборудование кабинета физики СПО, цифровые лаборатории по физике, расходные материалы для реализации технологических процессов)

5. Контрольно-измерительные материалы для диагностики выполнения заданий практикума

Рис. 1. Модель междисциплинарного практикума по физике для студентов учреждений СПО

железнодорожного транспорта

- соответствие содержания лабораторных работ курсу физики, реализуемому на основе примерной программы по физике для учреждений среднего профессионального образования технического профиля;

- соответствие содержания лабораторных работ уровню современной науки и уровню технического оснащения и технологий на предприятиях железнодорожного транспорта;

- соответствие содержания лабораторных работ содержанию профессиональной деятельности будущих специалистов, регламентируемой ФГОС СПО (соответствие объектам и видам профессиональной деятельности);

- соответствие содержание лабораторных работ учебно-материальному и техническому оснащению учебного заведения.

Продуктивность реализации междисциплинарного практикума по физике в структуре программы подготовки будущих специалистов железнодорожного транспорта зависит от его учебно-методического и технического обеспечения, включающего:

- учебную программу междисциплинарного практикума по физике, отражающую цели

и задачи практикума, междисциплинарное содержание практикума, формы, методы и средства реализации деятельности студентов при выполнении лабораторных работ, тематическое планирование и т. п.;

- методическое руководство для преподавателей (учебно-методическое пособие, отражающее содержание и особенности организации занятий в междисциплинарном практикуме по физике);

- методическое сопровождение деятельности студентов при выполнении лабораторных работ практикума;

- учебно-материальное и техническое обеспечение практикума (типовое оборудование кабинета физики колледжа железнодорожного транспорта, цифровые лаборатории по физике, расходные материалы для реализации технологических процессов);

- контрольно-измерительные материалы для диагностики выполнения студентами заданий, предлагаемых к конкретным лабораторным работам практикума.

Раскроем более подробно специфику содержания и структуры лабораторных работ

профессионально ориентированного технического характера.

Выделение в структуре лабораторных работ двух составляющих (фундаментальной составляющей и профессионально ориентированной технической составляющей) предполагает: а) овладение студентами элементами физических и технических знаний, б) применение физических понятий и законов для объяснения принципа действия технических устройств железнодорожного оборудования, в) возможность развития у студентов технического мышления.

Профессионально ориентированная техническая составляющая представлена содержанием технических дисциплин, профессионально ориентированным содержанием курса физики (принципы работы технических

Профессионально-ориентированные вопросы в ку

устройств, физические основы технологических процессов, влияние физических процессов и явлений на характеристики технических устройств и т. п.). Данная составляющая раскрывается в элементах физических и технических знаний, а также в профессионально ориентированных вопросах (ПОВ).

На основе анализа ФГОС СПО специаль-ности190623 Техническая эксплуатация подвижного состава железных дорог [7], программ курсов «МДККонструкция, техническое обслуживание и ремонт подвижного состава (по видам подвижного состава)», «МДК Эксплуатация подвижного состава (по видам подвижного состава) и обеспечение безопасности движения поездов» нами были выделены профессионально ориентированные вопросы (табл. 1).

Таблица 1

:е физики колледжа железнодорожного транспорта

№ п/п Раздел курса физики Примеры профессионально ориентированных вопросов

1 Механика, механические колебания - особенности преобразования механической энергии подвижного состава железных дорог; - основы торможения, тормозная сила; - сила трения как тормозная сила; - зависимость коэффициента трения от параметров подвижного состава и характеристик железнодорожного пути; - воздействие различных сил на подвижной состав в процессе движения; - особенности и последствия колебаний деталей и узлов подвижного состава в процессе движения; - особенности работы и устройства фрикционных и гидравлических гасителей колебаний подвижного состава

2 Механика жидкости и газа - особенности устройства и эксплуатации гидравлического пресса в оборудовании железнодорожного транспорта; - особенности устройства и эксплуатации гидравлического тормоза на железнодорожном транспорте; - особенности устройства и эксплуатации тормозной магистрали подвижного состава; - зависимость давления воздуха в тормозной магистрали от различных параметров; - особенности движения воздуха по тормозной магистрали; - особенности использования сжатого воздуха в высоковольтных выключателях и пантографах электроподвижного состава

3 Молекулярная физика и термодинамика - износы и повреждения механических деталей и узлов подвижного состава, железнодорожного пути и причины их появления; - особенности термодинамического состояния воздуха при движении по тормозной магистрали; - деформации механических деталей и узлов железнодорожного транспорта; - температурная зависимость механических свойств деталей и узлов железнодорожного транспорта; - особенности механических свойств материалов, используемых на железнодорожном транспорте; - особенности устройства и эксплуатации холодильных установок, рефрижераторов и термосов на железнодорожном транспорте

4 Электродинамика - особенности устройства и эксплуатации электрических машин постоянного и переменного тока на железнодорожном транспорте; - устройство преобразователей электрического тока; - особенности устройства и эксплуатации трансформаторов тока и напряжения на железнодорожном транспорте; - особенности устройства и эксплуатации аккумуляторов электрической энергии на железнодорожном транспорте; - устройства для коммутации электрических цепей; - устройство и особенности эксплуатации высоковольтных выключателей, устройств гашения электрической дуги; - особенности устройства и эксплуатации электропневматического тормоза; - электроизмерительные приборы на железнодорожном транспорте

Окончание табл. 1

№ п/п Раздел курса физики Примеры профессионально ориентированных вопросов

5 Оптика - виды, особенности устройства и эксплуатации источников света, используемых на железнодорожном транспорте; - сравнительные характеристики энергетических характеристик света от различных источников, используемых на железнодорожном транспорте

6 Квантовая и ядерная физика - измерение уровня радиоактивного загрязнения на предприятиях железнодорожного транспорта; - особенности транспортировки радиоактивных материалов железнодорожным транспортом; - особенности защиты от радиоактивного загрязнения на железнодорожном транспорте

Эксплуатационно-технологическая Эксплуатационн о-техническая Конструкторско-технологическая

деятельность деятель ность деятельность

т

т

Т

1) особенности конструкции и эксплуатации технических устройств железнодорожного оборудования;

2) особенности влияния физических процессов и явлений на эксплуатационные характеристики железнодорожного оборудования;

3) специфика применения физических процессов и явлений для диагностики состояния оборудования железнодорожного транспорта;

4) специфика использования измерительных устройств на предприятиях железнодорожного транспорта

5) специфика функционирования приборов для ремонта устройств железнодорожного оборудования;

6) специфика влияния физических явлений и процесс ов на технологию ремонта устройств и оборудования железнодорожного транспорта;

7) специфика влияния физических процессов и явлений на продолжительность эксплуатации устройств и оборудования железнодорожного транспорта

8) специфика функционирования технических устройств при разработке технической документации;

9) физические и технические особенности механизмов при разработке технической документации;

10) прогнозирование технических ситуаций при разработке технической документации

1_1_1

Профессионально ориентированные вопросы

Рис. 2. Классификация профессионально ориентированных вопросов в курсе физики колледжа

железнодорожного транспорта

Анализ содержания профессиональных модулей для студентов различных технических специальностей колледжа железнодорожного транспорта позволил нам классифицировать ПОВ в соответствии с объектами профессиональной деятельности и видами профессиональной деятельности будущих специалистов-техников железнодорожного транспорта (рис. 2). Классификация включает следующие типы ПОВ: 1) особенности конструкции и эксплуатации технических устройств железнодорожного оборудования; 2) особенности влия-

ния физических процессов и явлений на эксплуатационные характеристики железнодорожного оборудования; 3) специфика применения физических процессов и явлений для диагностики состояния оборудования железнодорожного транспорта; 4) специфика использования измерительных устройств на предприятиях железнодорожного транспорта; 5) специфика функционирования приборов для ремонта устройств железнодорожного оборудования; 6) специфика влияния физических явлений и процессов на технологию ремонта устройств и

оборудования железнодорожного транспорта; ской документации; 9) физические и техниче-

7) специфика влияния физических процессов ские особенности механизмов при разработке

и явлений на продолжительность эксплуатации . „т

£ 3 ^ технической документации; 10) прогнозирова-

устройств и оборудования железнодорожного

транспорта; 8) специфика функционирования ние технических ситуаций при разработке тех-

технических устройств при разработке техниче- нической документации.

Список литературы

1. Агеева М. Г. Развитие технического мышления студентов ссузов в процессе обучения физике: автореф. дис. ... канд. пед. наук. Курск. 2005. 16 с.

2. Курилева Н. Л. Развитие технических способностей учащихся при обучении физике в основной школе: дис. ... канд. пед. наук. М., 2007. 260 с.

3. Родиошкина Ю. Г. Фундаментальная и профессионально направленная подготовка по физике студентов технических вузов в рамках вариативного компонента учебного плана: дис. ... канд. пед. наук. М., 2010. 205 с.

4. Планида С. И. Дидактические условия формирования профессионально-технического мышления у студентов средних специальных образовательных учреждений: автореф. дис. .канд. пед. наук. Ставрополь, 2011. 26 с.

5. Рогалёв А. В. Модель лабораторной работы по физике в аспекте развития технических способностей у студентов учреждений среднего профессионального образования железнодорожного транспорта // Ученые записки Забайкал. гос.ун-та. 2013. № 6 (53). С. 107-116.

6. Рогалёв А. В. Междисциплинарный практикум по физике: учебно-методическое пособие / под ред. С. И. Десненко; ЗабИЖТ. Чита: РИО сектор СПО ЗабИЖТ ИрГУПС, 2014. 68 с.

Источники

7. Федеральный государственный образовательный стандарт среднего профессионального образования по специальности 190623 Техническая эксплуатация подвижного состава железных дорог. М., 2010.

References

1. Ageeva M. G. Razvitie tehnicheskogo myshlenija studentov ssuzov v processe obuchenija fizike: avtoref. dis. ... kand. ped. nauk. Kursk. 2005. 16 s.

2. Kurileva N. L. Razvitie tehnicheskih sposobnostej uchashhihsja pri obuchenii fizike v osnovnoj shkole: dis. ... kand. ped. nauk. M., 2007. 260 s.

3. Rodioshkina Ju. G. Fundamental'naja i professional'no napravlennaja podgotovka po fizike studentov tehnicheskih vuzov v ramkah variativnogo komponenta uchebnogo plana: dis. ... kand. ped. nauk. M., 2010. 205 s.

4. Planida S. I. Didakticheskie uslovija formirovanija professional'no-tehnicheskogo myshlenija u studentov srednih special'nyh obrazovatel'nyh uchrezhdenij: avtoref. dis. .kand. ped. nauk. Stavropol', 2011. 26 s.

5. Rogaljov A. V. Model' laboratornoj raboty po fizike v aspekte razvitija tehnicheskih sposobnostej u studentov uchrezhdenij srednego professional'nogo obrazovanija zheleznodorozhnogo transporta // Uchenye zapiski Zabajkal. gos.un-ta. 2013. № 6 (53). S. 107-116.

6. Rogaljov A. V. Mezhdisciplinarnyj praktikum po fizike: uchebno-metodicheskoe posobie / pod red. S. I. Desnenko; ZablZhT. Chita: RIO sektor SPO ZabIZhT IrGUPS, 2014. 68 s.

Istochniki

7. Federal'nyj gosudarstvennyj obrazovatel'nyj standart srednego professional'nogo obrazovanija po special'nosti 190623 Tehnicheskaja jekspluatacija podvizhnogo sostava zheleznyh dorog. M., 2010.

Статья поступила в редакцию 12.10.2014