Обеспечение эффективности преподавания курса "Современные методы исследования структуры материалов" студентам технических вузов Текст научной статьи по специальности «Науки об образовании»

УДК 371.38

ОБЕСПЕЧЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРЕПОДАВАНИЯ КУРСА «СОВРЕМЕННЫЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ СТРУКТУРЫ МАТЕРИАЛОВ» СТУДЕНТАМ ТЕХНИЧЕСКИХ ВУЗОВ Пахомова Светлана Альбертовна, к.т.н., доцент e-mail: [email protected] Россия, Московский государственный технический университет

им. Н. Э. Баумана

В работе представлены рекомендации по системе преподавания курса «Современные методы исследования структуры материалов» студентам по специальности «Материаловедение». Для существенного повышения качества обучения и приближения к практической деятельности, в статье приведены рекомендации по самостоятельной работе студентов и обширный список литературы, включающий, в том числе, современные интернет-ресурсы.

При разработке учебной программы учитывались требования Государственного образовательного стандарта подготовки магистров по направлению 22.04.01.

Ключевые слова. Методы исследования, материаловедение, программа дисциплины, рекомендации, методика преподавания.

Введение. Преподавание курса «Современные методы исследования структуры материалов» в МГТУ им. Н.Э. Баумана ведет кафедра «Материаловедение». Предлагаемый курс лекций может входить в программу обучения специалистов технических направлений. Сущность предмета заключается в изучении теории научно обоснованного изучения кристаллографической и дислокационной структур материалов [1, 2].

Основной целью преподавания дисциплины является формирование у студентов знаний, умений и навыков в области современных методов исследований, основанных на физических основах и практическом применении знаний о структурном состоянии материалов.

Задачи дисциплины - формирование умений и навыков по следующим направлениям деятельности: 1) методы исследования эксплуатационных характеристик деталей машин, приборов, конструкций; 2) методы исследования основных критериев оценки конструкционной прочности материалов; 3) научное и экономическое обоснование выбора метода исследования.

Настоящая программа составлена на основании Государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования с учетом требований к обязательному минимуму содержания основной образовательной программы по специальности «Материаловедение» и соответствует компетенциям по направлению подготовки магистров 22.04.01 «Материаловедение и технологии материалов».

Дисциплина входит в часть профессионального цикла по выбору и преподается в течение одного семестра. Программа рассчитана на 72 часов, из которых 17 - лекции, 17 - семинары, остальное - самостоятельная работа, направленная на подготовку к семинарам, проработку курса, выполнение презентации по домашнему заданию, подготовку к экзамену.

Освоение дисциплины предусматривает наличие у студентов знаний и умений по следующим дисциплинам: «Инженерия поверхности», «Физика» (строение твердых тел, магнетизм, электричество, механические, тепловые, магнитные и электрические свойства твердых тел); «Химия»; «Информационные технологии» (методы поиска, сбора, хранения, обработки, предоставления, распространения информации).

В свою очередь, знания, полученные студентами в данном курсе, используются при выполнении научно-исследовательских работ и курсовых проектов, а также выпускной квалификационной работы.

Применяемый в МГТУ им. Н.Э. Баумана рейтинго-модульный принцип организации преподавания дисциплин используется в методике преподавания курса «Современные методы исследования структуры материалов». Весь курс разбивается на два модуля. Первый включает изучение способов исследования строения материалов, основанных на их облучении электронами и фрактографических исследованиях, а второй - изучение кристаллографической и дислокационной структур. Структура и содержание курса, с указанием временных затрат на изучение отдельных тем модулей, представлены в таблице 1.

Таблица 1. Структура и содержание дисциплины

№ п/п Модули Лекции, ч Семинары, ч Самостоятельная работа, ч

1. Модуль 1. Способы исследования строения материалов, основанные на их облучении электронами. Фрактографические исследования. 17 14

1.1 Лекции

1.2 Контрольная работа №1

2. Модуль 2. Изучение кристаллографической и цислокационной структур. Локальный рент-геноспектральный микроанализ в сочетании со структурными исследованиями. 17 24

2.1 Лекции

2.2 Домашнее задание и презентация доклада.

Итого: 17 17 38

Ниже более подробно приведены содержание лекций, домашних заданий и структуры оценок по каждой из тем модулей.

Лекционный курс 1-го модуля включает следующие темы:

1. Роль структурного анализа в материаловедении. Новейшие достижения и перспективы в создании аналитического оборудования.

2. Методы исследования структуры материала с использованием световой микроскопии.

3. Методы и аппаратура количественной обработки изображений структуры материалов.

4. Методы исследования структуры материалов, основанные на их облучении электронами.

5. Методы исследования структуры материалов, основанные на использовании эффекта ближнего поля.

Лекционный курс 2-го модуля включает следующие темы:

8. Методы исследования структуры материалов, основанные на их облучении фотонами и ионами.

9. Методы исследования структуры материалов, основанные на использовании различных видов резонанса.

10. Использование методов определения твёрдости для анализа структуры материалов.

11. Использование оценки физических свойств материалов для анализа их структуры.

Самостоятельная работа:

Модуль 1. Самостоятельная работа студента заключается в проработке материала лекций, подготовке к контрольной работе № 1, подготовке к защите модулей. Контроль проводится в потоке на лекции в форме письменного, индивидуального для каждого студента, задания. Используются конспекты лекций и литература [1-5, 14-16].

Модуль 2. Самостоятельная работа студента заключается в проработке материала лекций, выполнению домашнего задания: подготовке реферата и презентации доклада по теме «Способ и оборудование для исследования строения материалов», подготовке к защите модуля 2 и к сдаче экзамена.

Используются конспекты лекций и предлагаемая литература [6-12]. В связи с тем, что домашнее задание должно быть выполнено на современном уровне развития науки и техники, студенты много времени уделяют анализу информации различных интернет-ресурсов.

Выполнение домашнего задания: реферата и презентации доклада.

В реферате рассматриваются различные способы исследования материалов. С обязательным отражением следующих пунктов: Цель, способы проведения исследования. Исследуемые материалы. Комбинирование с другими видами исследования. Применение (детали, изделия). В реферате должны быть подробно объяснены теоретические аспекты исследования свойств и структуры деталей с покрытиями [13-15].

Реферат содержит 10-20 страниц текста формата А4 (включая рисунки, титульный лист и список использованной литературы) и 10-15 листов презентации доклада с использованием мультимедиа.

Выполненное задание представляется в виде публичного доклада (презентации) в сроки, предусмотренные графиком учебных занятий. Защита доклада проводится устно, при этом студент должен продемонстрировать понимание сущности исследования структуры и свойств, происходящих на каждом этапе исследования.

Методическое и техническое обеспечение дисциплины:

Курс лекций читается в лекционных аудиториях, с возможностью использования программных продуктов и мультимедиа представления материала. На первом занятии студенты получают следующие материалы:

1) набор электронных презентаций в электронном виде по темам лекционного курса для использования в аудиторных занятиях;

2) вопросы для подготовки к контрольной работе по модулю 1;

3) примерные темы домашнего задания;

4) вопросы к экзамену, проводимому после обучения по модулю 2;

5) список основной и дополнительной литературы (приведен ниже).

Используемое на лекциях оборудование: интерактивные электронные

средства. В том числе: компьютер, проектор, мультимедийная доска.

В курсе «Современные методы исследования структуры материалов» реализована личностно ориентированная технология образования, вкклю-чающая информацию нескольких типов:

• информацию, отражающую мировой, постоянно обновляющийся опыт в области исследований;

• информацию, помогающую самообразованию. Это - имеющиеся в лекционном разделе модуля текстовые пояснения, указания, примечания, комментарии, смысловые таблицы, приложения, облегчающие самостоятельную обработку текста, его понимание.

Деятельностный подход при освоении дисциплины реализуется через анализ и решение учебных задач. При изучении дисциплины предусмотрены следующие активные формы проведения занятий: 1) просмотр и обсуждение видео фрагментов лекционного раздела модуля; 2) работа в команде при подготовке аналитических обзоров и презентаций по полученным результатам; 3) активное обсуждение презентаций студентов по результатам рефератов.

Итоговая рейтинговая система контроля знаний:

При изучении дисциплины используется рейтинговая система, включающая постоянный контроль знаний студентов в течении семестра. Система позволяет активизировать работу студентов в ходе лекционного курса, способствует повторению изученного и усвоению нового материала. Объектами оценивания результатов обучения являются знания, умения, навыки и личностные качества — компетенции, сформированные в ходе изучения дисциплины.

Основными видами контроля уровня учебных достижений студентов являются:

• по модулю 1: написание контрольной работы №1 (зачетные баллы 20...30);

• по модулю 2: контроль за выполнением реферата; публичная защита реферата, представляемого в виде доклада (презентации) (зачетные баллы 20.30).

На экзамене студент может получить дополнительные аттестационные баллы, если он выполняет учебную работу, не предусмотренную календарным учебным планом: занимается научной работой на кафедре, участвуя в студенческих научных конференциях (с подготовкой и представлением доклада, реферата или презентации) и т.п. (до 10 баллов).

Максимальная сумма баллов по дисциплине за семестр равна 100 баллов. Удовлетворительно, хорошо и отлично по дисциплине выставляется при накоплении соответственно 60.70, 71.85 и 86.100 баллов.

Заключение

После освоения дисциплины «Современные методы исследования структуры материалов» студент должен приобрести следующие знания, умения и владение навыками, соответствующие компетенциям основной образовательной программы магистратуры, реализуемой ВУЗом по направлению подготовки 22.04.01 «Материаловедение и технологии материалов».

Знания:

• основные понятия и термины, в том числе на английском языке, описывающие способы исследования строения материалов;

• классификацию способов исследования строения материалов;

• инструментарий, оформление и организацию разных способов исследования;

• современные методы исследования покрытий.

Умения:

• проводить поиск, обобщение и анализ информации по современному состоянию и перспективам способов исследования строения материалов;

• представлять результаты работы с информацией в виде аналитических обзоров и презентаций;

• при формировании аналитических обзоров использовать информацию на русском и иностранном языках, при необходимости обращаясь к источнику информации за дополнительными сведениями.

Владение навыками:

• навыками поиска информации способов исследования строения материалов с покрытиями;

• применения программных средств, текстовых и графических редакторов для представления аналитической информации в электронном виде;

• методами исследования и навыками анализа результатов структуры и свойств материалов покрытий;

• методами самостоятельного поиска и анализа информации по заданной теме, ее структурирования, выделения ключевых положений, формирования выводов и предложений, подготовки аналитических обзоров на основе предложенного шаблона (фрейма).

Список литературы

1. Тушинский Л.И. Методы исследования материалов. Структура, свойства и процессы нанесения неорганических покрытий. М.: Мир, 2004. - 384 с.

2. Суслов А.Г. Инженерия поверхности деталей. М.: Машиностроение, 2008. - 320 с.

3. Помельникова А.С., Фетисов Г.П., Пахомова С. А. К вопросу упрочнения различно легированных сталей обработкой в коронном разряде // Технология металлов. 2017. № 2. С. 20-24.

4. Fakhurtdinov R.S., Ryzhova M.Y., Pakhomova S.A. Aadvantages and commercial application problems of vacuum carburization // Polymer Science. Series D. 2017. Т. 10. №2 1. С. 79-83.

5. Пахомова С. А. Особенности преподавания курса «Инженерия поверхности» студентам по направлению «материаловедение и технологии материалов» // Инженерный вестник. 2015. № 9. С. 19.

6. Макушина М.А., Климкина А.А., Пахомова С.А. Исследование технологической наследственности разных способов цементации // В сборнике: Будущее науки-2016. Сборник научных статей 4-й Международной молодежной научной конференции: в 4-х томах. 2016. С. 86-89.

7. Зинченко В.М. Инженерия поверхности зубчатых колес методами ХТО. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2001. - 303 с.

8. Пахомова С.А., Макушина М.А., Коваленко С.В. Деформационное упрочнение тяжелонагруженных поверхностей зубчатых передач для горнодобывающей промышленности // Современные инновационные технологии подготовки инженерных кадров для горной промышленности и транспорта. 2016. № 3. С. 243-251.

9. Федорова Л.В., Федоров С. К., Габидов А.Г., Бураков В. О. Повышение износостойкости втулок защитных покрытий насосов электромеханической поверхностной закалкой // Международный технико-экономический журнал, 2013. №5. С. 91-96.

10. Фахуртдинов Р.С., Рыжова М.Ю., Пахомова С.А. Преимущества вакуумной цементации и проблемы ее промышленного применения // Все материалы. Энциклопедический справочник. 2016. № 8. С. 37-43.

11. Пахомова С. А., Фахуртдинов Р.С., Рыжова М.Ю. Особенности вакуумной цементации деталей для горнодобывающей промышленности // Современные инновационные технологии подготовки инженерных кадров для горной промышленности и транспорта. 2016. № 3. С. 108-116.

12. Alekseeva J. S., Fedorova L.V., Fedorov S.K., Kapustin I.N. Improving the quality of the surface layer of steel parts // Proceeding of 5-th International Mechanical Engineering Forum (IMEF), 2012. Prague, Czech Republic. С. 65 - 74.

13. Сайт кафедры МТ8 МГТУ им. Н.Э. Баумана. Режим доступа: http://hoster.bmstu.ru/~mt8 (дата обращения 01.05.2017).

14. Федеральный интернет-портал Нанотехнологии и наноматериалы: http://portalnano.ru/ (дата обращения 01.05.2017).

15. Сайт по тематике «Модифицирование сплавов»: разработка, внедрение, технический аудит. Металловедение. Металлургия. Исследовательский центр Модификатор: http://www.modificator.ru/ (дата обращения 01.05.2017).

Pakhomova Svetlana A., Cand. Sc. (Eng.), Associate Professor of Material Science Department, Bauman Moscow State Technical University, Moscow, Russian Federation e-mail: [email protected]

ENSURING THE EFFICIENCY OF TEACHING THE COURSE "MODERN METHODS OF STUDYING THE STRUCTURE OF MATERIALS" TO STUDENTS OF TECHNICAL UNIVERSITIES

Annotation. The paper presents recommendations on the system of teaching the course "Modern Methods for Studying the Structure of Materials" to students in the specialty "Materials Science". For a substantial improvement in the quality of education and approximation to practical activity, the article provides recommendations on the independent work of students and an extensive list of references, including, among other things, modern Internet resources.

In developing the curriculum, the requirements of the State educational standard for the preparation of masters in the direction 22.04.01 were taken into account. Keywords. Research methods, materials science, discipline program, recommendations, teaching methods.

ОСОБЕННОСТИ ПРОФИЛАКТИКИ ДЕВИАНТНОГО ПОВЕДЕНИЯ

СТУДЕНТОВ Сажина Наталья Сергеевна, к.и.н., доцент (e-mail: [email protected]) Российский государственный профессионально-педагогический университет, г.Екатеринбург, Россия

В данной статье раскрываются особенности профилактики девиант-ного поведения среди молодежи, обучающейся в высшем учебном заведении с учетом влияния семейного воспитания, социального окружения, личностных установок современной молодежи.

Ключевые слова: девиантное поведение, молодежь, профилактика.

В переломные периоды развития любого общества, в наиболее сложном положении, оказывается молодежь, мировоззрение которой находится в процессе становления, а не оформившаяся пока еще система ценностей, трансформирующегося социума, не может предоставить необходимые ориентиры поведения. В данном контексте студенчество выступает наиболее значимой движущей силой социокультурных изменений. Вследствие этого по нравственному состоянию данной социальной группы можно судить о состоянии молодежи и общества в целом.

Проблема отклоняющегося (девиантного, делинквентного) поведения студентов - проблема, учитывающая множество факторов, включает в себя огромный комплекс трудностей.

Статистика показывает, что на главном месте среди социальных проблем детства и юношества стоит семья, которая испытывает кризис уже не одно десятилетие. Атмосфера в некоторых семьях очень тяжелая в нравственном и психологическом планах, что влечет за собой порождение до 90% «трудных» подростков, имеющих отклонения от норм принятых об-