CC BY
0УДК 378.662.147:53
ОБУЧЕНИЕ БУДУЩИХ ИНЖЕНЕРОВ-ТЕХНОЛОГОВ ПИЩЕВОГО ПРОИЗВОДСТВА ПРОФЕССИОНАЛЬНО ЗНАЧИМЫМ ФИЗИЧЕСКИМ ЯВЛЕНИЯМ ПО КУРСУ ОБЩЕЙ ФИЗИКИ
Мусабеков Ондасын Устенович
Алматинский технологический университет г. Алматы, Казахстан
Аннотация. В статье профессионально значимое физическое явление физики, изучаемое студентами специальности пищевого производства автором определено как явление, используемое ими при изучении общих и профилирующих технических дисциплин. Знания о профессионально значимых физических явлениях физики автором разделены на два вида: знания о физическом явлении, знания о действиях с физическими явлениями. Использование последнего вида физических знаний в пищевом производстве автором отнесено к профессионально значимым явлениям. Обучение студентов специальности пищевого производства использованию таких явлений должно начинаться с обучения явлениям о физическом явлении в курсе общей физики, и продолжаться применения их в профессиональной деятельности.
Ключевые слова: обучение физике, физическое явление, инженер-технолог (ИТ) пищевое производство (ПП), значимые физические явления, курс общей физики.
Поиск ответа на вопрос «что такое физическое явление» из различных источников (учебников средних школ, колледж, вузов; научной литературы и интернет ресурсов) не позволяет найти однозначный ответ. В них перечисляются примеры физических явлений, и отмечаются отличительные особенности их от других [1]. В химических явлениях вещество преобразуются в другие вещества, а в физических явлениях такие преобразования не происходят.
Мы в данной статье будем рассматривать понятие «физическое явление» как явление, происходящее с материальными объектами, при котором предметы и вещества меняют своё физическое состояние и физические характеристики, но при этом не появляются новые вещества. Но, надо отметить, что, сами понятия физическое состояние и физические характеристики нуждаются в уточнениях. В ходе использования физических явлений в общих и профилирующих дисциплинах, изучаемые студентами специальности пищевого производства, а также применение ими в профессиональной деятельности их знания о физическом явлений обогащаются, уточняются и конкретизируются.
Обучение студентов специальности ИТ ПП профессионально значимым физическим явлениям начинается в курсе общей физики, так как использование таких явлений в ПП знакомое им из приготовления пищи в домашних условиях. Например, варение, жарение, копчение, соление и т. д. являются
способами обработки пищевых продуктов, наблюдаемые ими в условиях домашней кухни. Инженерная деятельность - это решение инженерных задач по переводу вещества из одного физического состояния в другое [2, с. 6]. Следовательно, деятельность ИТ пищевого производства связана с решением инженерной задачи по переводу пищевого продукта или его сырья из одного физического состояния в другое. Например, невареное сырое мясо в результате варения переходит из невареного сырого физического состояния в варенное физическое состояние. Физические характеристики варенного и сырого мяса разные, которые отражены в таблицах учебных пособий профилирующих дисциплин [3, с. 6].
Следовательно, способ обработки (технология) пищевых продуктов состоит из ряд физических явлений. Например, варение мяса, находящегося в посуде с водой осуществляется физическими явлениями, которые изображены в виде рисунка-1.
тепло источника тепло посуды тепло воды
тепла передаётся передаётся воде^ передаётся на мясо
посуде^
Рисунок-1. Тепловая обработка мяса как последовательная совокупность физических явлений (теплопередачи, конвекции, испарения и кипения).
Мясо и вода в нормальных физических условиях окружающей среды (температура 0о С, давление 100 кПа), начиная с кипения воды вода и мясо имеют одинаковую температуру 100о С. При такой температуре в течение 2-4 часа погибают все вредные микроорганизмы, а в самом варёном продукте происходят физико-химические процессы, которые изучаются не в курсе общей физики, а в профилирующих дисциплинах специалистов ПП.
Данные сведения по переводу пищевых продуктов из одного состояния в другое, полученные из теории и практики ПП, показывает, что варение, жарение, копчение, соление и т.д. являются способами обработки пищевых продуктов. В предметных указателях курса общей физики понятиям «физическое явление» и «физический эффект» отнесено небольшое количество физических явлений, тогда как в литературе и интернет ресурсах отражены многие физические явления и эффекты, силы и законы [4]. В учебном пособии [4] дан обзор физических законов, явлений и эффектов, используемых или перспективных для использования в сложных технических системах. Авторами не сформулировано определение понятий «физическое явление» и «физический эффект», но проведена классификация физических явлений, по которой данными понятиями охватываются изменение форм и размеров тел, свойств веществ под действием внешних и внутренних воздействий,
В список физических явлений и эффектов курса общей физики, изучаемый студентами специальности ИТ ПП необходимо включить всякое изменение, связанное с внешней и внутренней физической характеристикой физических объектов. Наш констатирующий педагогический эксперимент показал
следующее: большинство опрошенных преподавателей физики осознает необходимость формирования у будущих ИТ ПП потребности в обучении студентов профессионально значимым физическим явлениям. Однако они не знают ориентиры по обучению студентов профессионально значимым физическим явлениям. На основе анализа методической литературы по самостоятельному изучению физических явлений и учитывая специфику специальности студентов нами разработан обобщенный план изучения значимых физическим явлений будущими ИТ ПП (таблица 1).
Таблица - 1. Обобщенный план изучения профессионально значимых явлений физики для специалистов ИТ ПП как ориентировочная основа усвоения их
№ План изучения физических явлений Пример применения профессионально значимых явлений физики в пищевом производстве, на примере нагревания питьевой воды или напитков в условиях домашней кухни
1 Выяснить внешние признаки явления, по которым его можно отличить от других явлений подобного рода. Нагревание питьевой воды от 0 °С до 4 °С, наблюдается увеличение плотности воды, при которой достигается её максимальная плотность и минимальный объем.
2 Выявить условия, при которых протекает явление. Повышение температуры питьевой воды от 0 °С до 4 °С
3 Пронаблюдать явление в лабораторных условиях, если это возможно. Пронаблюдать явление возможно в домашних условиях в кухне, где находиться холодильник, пищевая вода и термометр
4 Объяснить механизм протекания явления, его сущность на основе современных научных теорий. С ростом температуры длина водородных связей растёт, увеличивая объем воды. Но в диапазоне от 0°С до 4°С уменьшается размер кластеров — они состоят не из пяти, а из трёх частиц. В результате размер отдельных элементов системы уменьшается, и они плотнее прилегают друг к другу
5 Изучить связь данного явления с другими Высокая теплоёмкость и теплопроводность, большая плотность в жидком состоянии.
6 Выяснить количественные характеристики явления, величины, их выражающие, связь между ними. Зависимость объёма воды от температуры. Минимальный объем (и, соответственно, максимальную плотность) вода имеет при температуре 3,98°С.
Важно отметить, что обобщенный план изучения профессионально значимого физического явления не только определяет содержание и последовательность этапов обучения явлениям или самообучения им, но и формирует у студентов верные представления о данном явлении, которыми они должны овладеть в процессе профессиональной подготовки.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ:
1.Трофимова Т. И. Курс физики: учеб. пособие для вузов. - 11-е изд., стер. - М.: Издательский центр «Академия», 2006. — 560 с.
2. Крик Э. Введение в инженерное дело. Пер. с англ. М., «Энергия», 1970. 176 с.
3. Царегородцева, Е. В. Основы технологии переработки мяса и мясопродуктов : учебное пособие / Е. В. Царегородцева. — Йошкар-Ола : Марийский гос. ун-т., 2007. — 102 с.
4. Физические явления и эффекты в технических системах: учеб. пособие / В.Л. Бурковский, Ю.Н. Глотова, Д.А. Ефремов, А.В. Романов. Воронеж: ГОУВПО «Воронежский государственный технический университет». 2007. 247 с.
