CC BY
89
Раздел III. Методика преподавания математики
УДК 37 ББК 74.262
А. А. Дорибидонтова
ПРЕДПОСЫЛКИ ПРАКТИКО-ОРИЕНТИРОВАННОГО ОБУЧЕНИЯ СТЕРЕОМЕТРИИ ДЛЯ УЧАЩИХСЯ ПРОФЕССИОНАЛЬНЫХ УЧИЛИЩ ПО ПРОФЕССИИ «ЭЛЕКТРОГАЗОСВАРЩИК»
Аннотация. В данной статье подробно разобраны взаимосвязи содержаний деятельности сварщика и стереометрии, для наглядности представленные в виде таблицы, предпосылки введения практико-ориентированного обучения, проблемы практико-ориентированного обучения и способы их устранения.
Ключевые слова: практико-ориентированное обучение, деятельность сварщика, практическая направленность, стереометрия.
А. A. Doribidontova
BACKGROUND PRACTICE-BASED LEARNING GEOMETRY VOCATIONAL SCHOOL FOR STUDENTS BY PROFESSION "WELDER"
Abstract. This article discussed in detail the relationship of the content welder and solid geometry, for clarity in a table, the premise introduction of practice-oriented education, the problems of practice-based learning and how to resolve them.
Key words: practice-based learning, work welder, practical, solid geometry.
Век, в котором мы живем, очень динамичен. Именно он диктует нам свои условия: специалист любого профиля, в частности, электрогазосварочного, должен быть высокопрофессионален и количество рабочих должно соответствовать необходимому числу рабочих мест. Но в последнее время очевидна нехватка рабочих. Поэтому профессиональность учащихся должна качественно покрывать нехватку специалистов рабочих профессий. Этому факту уделяется большое внимание правительства, которое в свою очередь является заказчиком для производства материальных благ. Исходя из выписки из стенографического отчета о совместном заседании Государственного совета и Комиссии по модернизации и технологическому развитию экономики России (31 августа 2010 г., 13:30 Москва, Кремль, Медведев Д.А.), имеем следующие тенденции: «...очевиден тот перекос, который образовался в начале 90-х годов в силу самых разных причин, социальных, демографических, экономических, перекос в сторону высшего образования. И очевидная нехватка специалистов, выпускников начального и среднего профессионального образования...То есть нужен чёткий заказ: сколько специалистов, какого уровня, какой квалификации требуется в масштабах страны. Также необходимы дополнительные программы переподготовки для преподавателей, в том числе с использованием опыта международного сотрудничества». В связи с этим министерство образования отреагировало следующим образом: на 57-ой сессии Генеральной Ассамблеи ООН, выполняя положения «Повестки 21-го века» объявлено десятилетие (2005-2014 гг.) декадой Образования для устойчивого развития. Ставится задача обновления профессионального образования на ком-петентностной основе путем усиления практической направленности профессионального образования при сохранении его фундаментальности (В. Байденко, В. А. Болотов, В. П. Борисенков, В. В. Сериков). Таким образом, учащегося, будущего сварщика, нужно снабдить знаниями, которые необходимы в профессии, среди них есть и математика.
Резюмируя вышесказанное, делаем выводы, что в качестве общих предпосылок внедрения практико-ориентированного обучения общеобразовательным предметам следует назвать, во-первых, социальный заказ от государства, во-вторых, внедрение практической направленности в общеобразовательные предметы по рекомендации Министерства образования. И на выходе мы должны работать с учащимся профессиональных училищ, которым необходимо освоить свою будущую профессию таким образом, чтобы качественно покрыть (хотя бы временно, до демографического подъема) нехватку специалистов. Но в реальной ситуации мы имеем другого учащегося, не такого, какого хотели бы видеть заказчики и работодатели. Это, прежде всего, связано с тем, что:
1) учащиеся не понимают необходимости приобретения знаний на высшем уровне, так как получение в будущем рабочего места возлагают на распределение, которое сейчас отсутствует;
2) учащиеся не могут во время учебы самостоятельно сортировать знания по общеобразователь-
ным предметам, в частности стереометрии, на необходимые или не значимые в будущей профессиональной деятельности, 3) у учащихся отсутствует потребность в получении высшей ступени образования, но которая возникает у них на последнем курсе, когда общеобразовательные предметы уже изучены; 4) у учащихся наблюдается закоренелое отставание по общеобразовательным предметам, начиная со средних классов школы; 5) у учащихся наблюдается социальная, материальная, психологическая нестабильности, по сравнению со сверстниками, оставшимися в школе, с целью получения в дальнейшем высшего образования.
Несмотря на все перечисленные факты, требования к рабочему «электрогазосварщик» остаются неизменными: электрогазосварщик должен уметь длительно сосредотачивать внимание, обладать хорошей зрительно-моторной координацией, пространственным воображением ( что на прямую связано со стереометрией) и техническим мышлением (на прямую связано с математикой), быть аккуратным, уравновешенным и т.д.. Необходимость владения основами математических знаний обусловлена не только требованиями к подготовке современного профессионала (они довольно высоки), но и тем фактом, что от проявления того или иного качества взаимосвязи между знаниями по стереометрии и спецпредметов напрямую зависит качество изготавливаемого продукта труда. Уровень сложности процесса и продукта труда определяется уровнем образования и навыков, времени подготовки работников, необходимых для выполнения трудовых операций. Остановимся подробнее на содержании деятельности сварщика, заключающейся в соблюдении техники безопасности, сварке емкостей и трубопроводов, конструкций, узлов, изделий, деталей различного состава, предназначения, уровня сложности и вида. И проанализируем этот процесс от начального этапа до конечного продукта; сопоставим его компоненты с необходимыми для процесса сварки математическими знаниями. Для наглядного представления сведений воспользуемся таблицей 1, в которую включены некоторые виды деятельности сварщиков.
Таблица 1
Сопоставление содержания деятельности сварщика и математических знаний
п/п
Содержание деятельности электрогазосварщика
Математические знания
Расчет количества материала свариваемой емкости или конструкции. Если рассматривать сварочный процесс на производстве, то расчетом и кроем материала занимаются другие специалисты, но в частных предприятиях всеми видами работ занимается один специалист
Расчеты количества материала есть не что иное, как подстановка данных в формулу для нахождения площадей поверхности
Расчет времени, необходимого для выполнения сварной конструкции. Этот компонент можно отнести к таким требованиям, как быстрота выполнения заказа. То есть сварщик не может указать время выполнения конструкции меньше, чем основное время сварки
Использование формулы расчета основного времени свара
ки ^ =
I
где
I,. —
сила
■ а
св н
сварочного тока, ап — коэффициент наплавки (см. технологическую таблицу в справочнике сварщика)._
Подбор диаметра электрода. Осуществляется с учетом толщины металла. Его неправильный подбор приводит к дефектам швов_
+/- 1мм от толщины металла
Расчет силы тока. Осуществляется с учетом толщины металла. Ее неправильный подсчет приводит к дефектам швов. Силу сварочного тока следует откорректировать с учетом толщины свариваемых элементов, типа соединения и положения шва в пространстве_
По формуле 1СВ = К с1э, где К - коэффициент, равный 25-60 А/мм; ^ - диаметр электрода, мм
Расчет количества электродов. От этого расчета может складываться себестоимость и цена конструкции, что необходимо помнить при расчете цены на готовую продукцию
Расчет по формуле п = ,
тэ
где т - масса одного электрода,
л» а 2 1
0п = — ■ I ■у, где а - длина
катета таврового шва, I - длина электрода, у - плотность
1
2
3
4
5
Продолжение таблицы 1
Раскрой материала. Говоря о процессе металлообработки, известно, что именно раскройка различного металла является одной из самых популярных услуг на данный момент, так как данной услугой, как правило, пользуются крупные предприятия и компании, а также частные фирмы. На сегодняшний день именно раскрой металла стал одной из самых важных частей индустриального производства
Способ расположения заготовок на листе
Виды сварных швов. Сварным швом (в дуговой сварке) называется конструктивный элемент сварного 8оединения на линии перемещения источника сварочного нагрева (дуги), образованный затвердевшим после расплавления металлом.
Сварные швы классифицируются по конструктивному признаку, назначению, положению, протяженности и внешней форме.
По конструктивному признаку швы разделяют на стыковые и угловые (валиковые). По положению в пространстве во время их выполнения они бывают нижними, вертикальными, горизонтальными и потолочными.
Различают следующие сварные соединения: стыковые, внахлестку, угловые и тавровые
Для выполнения швов необходимы следующие стереометрические понятия: взаимное расположение прямых в пространстве, двугранные углы, перпендикулярные плоскости
с
а ±
7 Р
Обработка кромок поверхности металла для его дальнейшего сваривания. Нормативной документацией устанавливается необходимость выполнения специальной разделки кромок свариваемых листов. Такая разделка выполняется как для стыковых, так и для угловых и тавровых соединений.
Двугранный угол
с В
1
а а
6
7
В
О
А
а
Р
а
в
8
А
Окончание таблицы 1
Рис Конструктивные элементы стыкового соединения с разделкой кромки
- толщина свариваемых деталей а - угол раиелхн кромок с - высота прнтлатенпя кромки Ь - зазор стыка
Угол наклона электрода по отношению к изделию и направлению сварки значительно влияет на качественное формирование сварного шва
Угол между прямой и плоскостью
Исходя из таблицы 1, можем сказать, для чего нужна стереометрия учащимся в профессии сварщик: 1) необходима в сварке, как в технологическом процессе, так и в расчетах; 2) система стереометрических понятий покрывает все «сварные» понятия сварщика; 3) раскрывает взаимосвязь со сваркой по понятиям, действиям и использованию. Сделаем выводы из всего вышесказанного.
1. Профессиональные качества сварщика напрямую зависят от стереометрических знаний.
2. В нашей стране очевидна нехватка специалистов рабочих профессий, в частности, по профессии «электрогазосварщик».
3. Учащиеся ПУ обладают рядом особенностей, отличающих их от сверстников, такими как: ранняя профессионализация и в большинстве случаев слабая успеваемость по общеобразовательным предметам, в частности, геометрии.
4. Направленность обучения математике в ПУ должна опираться на применении ее в дальнейшей профессиональной деятельности.
Каким образом можно внедрить направленность изучения стереометрии рассмотрим в следующем пункте содержания.
Определение практико-ориентированного обучения Одним из средств раскрытия взаимосвязей между стереометрией и профессиональной дисциплиной следует считать практико-ориентированное обучение, способствующее осмыслению учащимися стереометрических знаний в реальных или профессиональных ситуациях. Изучению практико - ориентированного обучения посвящены исследования В. Беспалько, А. Числовой, С. Сазонова, А. Хуторского и др. Согласно И. Ю. Калугиной, «сущность практико -ориентированного обучения заключается в построении учебного процесса на основе единства эмоционально-образного и логического компонентов содержания; приобретения новых знаний и формирования практического опыта их использования при решении жизненно важных задач и проблем; эмоционального и познавательного насыщения творческого поиска учащихся». Из вышеназванного высказывания выделим для нашего исследования следующие ключевые понятия: учебный процесс, единство неких компонентов в содержании учебных материалов, решение практических задач и творческая активность учащихся. Рассмотрим каждое из ключевых понятий и переосмыслим его в процессе обучения в ПУ Учебный процесс по стереометрии в системе НПО рассчитан на
9
реализацию рабочей программы, утвержденной законодательно. Поэтому в рамках исследования учебный процесс будет рассматриваться в общепринятом смысле. Второе ключевое понятие -единство компонентов содержания - подразумевает реализацию межпредметных связей между содержанием стереометрии и спецпредметов. Третье понятие, решение практических задач, в училище рассматривается, как решение профессионально-значимых задач. В частности, для сварщика такими задачами являются те, в которых основным является профессиональный компонент, связанный со стереометрическими понятиями, а стереометрия служит инструментом, например, для раскрытия его смысла, расчета или устранения дефектов. И последнее - творческая активность учащихся - она лежит в основе всех действий учащихся, когда они находятся в самостоятельном поиске решения стереометрических или профессиональных проблем. В связи с перечисленными замечаниями в качестве определения практико-ориентированного обучения стереометрии возьмем следующее: практико-ориентированное обучение стереометрии в ПУ - это вид обучения, целью которого является формирование у учащихся знаний, умений и навыков с направленностью на профессию, за счет раскрытия межпредметной связи в содержаниях стереометрической и профессиональной программах, профессионально-творческого поиска учащихся.
При разработке практико-ориентированного обучения необходимо познакомиться с содержанием спецпредметов. Однако не все темы по стереометрии в ПУ пересекаются с профессиональными знаниями. Поэтому в рамках ПУ практико-ориентированное обучение целесообразно осуществлять по следующим пунктам.
1. Выделить в содержании по стереометрии те темы, которые связаны с профессиональной деятельностью.
2. В содержании спецпредметов выявить, какие математические знания, умения и навыки необходимы в профессиональной деятельности.
3. Составить таблицу межпредметных связей между математикой и спецпредметами.
4. Создать средства раскрытия межпредметной связи, и согласовать их с каждым пунктом работы преподавателя.
Перечисленные пункты и их реализацию рассмотрим при обучении стереометрии учащихся ПУ профессия которых «сварщик 150709.02 (электрогазосварочные работы)». Далее по пунктам:
1. В содержании стереометрии некоторые темы не имеют прямой практической направленности для сварщиков. Под прямой практической направленностью будем понимать те стереометрические понятия, знания которых абсолютно одинаково понимаются и в сварке, например: параллельность, перпендикулярность и т.д. Полагая, что стереометрическое знание не имеет прямой практической направленности, подразумевает самостоятельный поиск решения профессиональной проблемы, решение которой в конечном итоге все равно будет опираться на стереометрические факты.
2. В выписке из Федерального государственного стандарта профессия 150709.02 Сварщик (электросварочные и газосварочные работы) характеристикой профессиональной деятельностью выпускников являются: подготовительно-сварочные работы. Сварка и резка деталей из различных сталей, цветных металлов и их сплавов, чугунов во всех пространственных положениях. Де-фектация сварных швов и контроль качества сварных соединений. Каждый из перечисленных видов деятельности имеет межпредметную связь со стереометрией.
3. Таблица межпредметных связей составлена в соответствии с взаимосвязанными по некоторым признакам понятиями двух областей знаний, под которыми скрыто одинаковое содержание. В первом столбце таблицы указаны все геометрические понятия, во втором столбце соответствующие им спецпонятия, а в третьем столбце обязательно указывается признак, по которому их «объединили» в одну строчку. Так некоторые понятия по спецпредметам могут раскрывать разные понятия по стереометрии (см. табл. 2).
Таблица 2
Соотнесение некоторых стереометрических понятий и профессиональных понятий для сварщика
Стереометрические понятия Профессиональные понятия для сварщика Признак, по которому эти понятия взаимосвязаны
Прямая Электрод Если рассматривать электрод в той ситуации, когда его диаметром можно пренебречь, он является прямой
Цилиндр Электрод Если рассматривать электрод в той ситуации, когда его диаметром нельзя пренебречь, он является цилиндром
В качестве средств, раскрывающих взаимосвязь и использующих ее в профессиональных целях, в рамках нашего исследования выберем следующие: 1) визуализация геометрических понятий, 2) решение наборов профессионально-ориентированных задач, 3) выполнение проектной деятельности.
Использование практико-ориентированного обучения в учебном процессе по математике обусловлено следующими компонентами.
1. Обучение с использованием практико-ориентированных заданий приводит к более прочному усвоению информации, так как возникают ассоциации с конкретными действиями и событиями.
2. Исторический анализ развития деятельности человека показывает, что главной его целью всегда было производство материальных благ, поэтому психика человека веками формировалась преимущественно под воздействием производственной деятельности.
3. Практико-ориентированное обучение интересно работодателям. Предприятия, которые станут сотрудничать с училищем, получат возможность воспитать и научить в лице учащихся своих будущих специалистов. Они будут обладать теми характеристиками, которые руководители предприятий ценят в работниках больше всего.
4. Практико-ориентированное обучение позволяет преодолеть отчуждение науки от человека, раскрывает связи между знаниями и повседневной жизнью людей, проблемами, возникающими перед ними в процессе жизнедеятельности.
При очевидных преимуществах практико-ориентированного обучения наблюдается ряд противоречий:
1) необходимостью практико-ориентированного обучения учащихся ПУ и недостаточным его научно-методическим обеспечением;
2) необходимостью модернизации НПО и неразработанностью концепции практика-ориентированного обучения учащихся;
3) необходимостью решения профессионально-ориентированных задач и отсутствие учебников по математике для учащихся ПУ по профессии «сварщик»;
4) возможен «перекос» из стереометрии в спецпредметы, и наоборот, не в каждой профессиональной проблеме необходимо видеть стереометрический контекст;
5) итоговая аттестация по математике в ПУ не содержит задач с практической направленностью;
6) в учебной программе в ПУ по математике нет отдельных тем, связанных с профессиональной направленностью, поэтому часы, отведенные на практико-ориентированное обучение, придется «брать» из других разделов, тем самым уплотнять другие разделы математики;
7) не каждый учащийся способен воспринимать стереометрический материал с практико-ориентированной предпосылкой, возможны случаи расхождения «стереометрической» теории со «сварочной» практикой. Например, электрод-цилиндр при сварке переходит в сварной шов -прямую призму с равнобедренным прямоугольным треугольником в сечении (который даже по форме трудно назвать призмой, при этом именно так говориться в спецлитературе о тавровом шве), по идее, они должны иметь равные объемы, но при этом не учитывается, что часть материала испарится, возможна деформация и т.д.
Итак, из всего вышеназванного можно сделать следующие выводы:
1) практико-ориентированное обучение стереометрии целесообразно использовать в ПУ, так как имеет преимущества связанные с тем, что практическую направленность можно рассматривать, как профессиональную;
2) практико-ориентированное обучение требует от преподавателя математики дополнительных знаний по указанной профессии «сварщик», что бывает весьма затруднительно, так как преподаватель математики в ПУ ведет свой предмет для учащихся не только по этой профессии;
3) практико-ориентированное обучение возможно при специальной организации учебного процесса, устраняющего противоречия между различными видами деятельности.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Александров, А. Д. Геометрия и приложения // Избр. труды / А. Д. Александров. - Новосибирск: Наука, 2006. - Т. 1.
2. Вербицкий, А. А. Компетентностный подход и теория контекстного обучения / А. А. Вербицкий. - М.: ИЦ ПКПС, 2004. - 84 с.
3. Дорибидонтова, А. А. Визуализация теоретических фактов как средство взаимосвязи геометрии с профессиональными дисциплинами / А. А. Дорибидонтова, М. Г. Макарченко // Вестник ТГПИ. Физико-математические и естественные науки. - 2009. - № 1. - 194 с.
4. Костюк, Н. В. Развитие у обучающихся позитивной мотивации к профессиональному образованию // Образование. Карьера. - 2004. - № 3.
5. Новые педагогические и информационные технологии в системе образования: учеб. пособие / Е. С. Полат и др. - М.: Изд. центр «Академия», 2002.
