Применение инновационных методов обучения студентов технических специальностей Текст научной статьи по специальности «Науки об образовании»

УДК 378.14 ГРЯДУНОВА Е.Н.

кандидат технических наук, доцент. кафедра мехатро-ники, механики и робототехники, Орловский государственный университет имени И.С. Тургенева E-mail: [email protected] ГОРИН А.В.

кандидат технических наук, доцент, кафедра мехатро-ники, механики и робототехники, Орловский государственный университет имени И.С. Тургенева E-mail: [email protected] ТОКМАКОВА М.А.

Студент, Орловский государственный университет имени И.С. Тургенева E-mail: [email protected] ТОКМАКОВ Н.В.

Студент, Орловский государственный университет имени И.С. Тургенева E-mail: [email protected]

UDC 378.14

GRYADUNOVA E.N.

Doctor of technical sciences, associate professor, department of mechatronics, mechanics and robotics, Orel State

University

E-mail: [email protected] GORIN A.V.

Doctor of technical sciences, associate professor, department of mechatronics, mechanics and robotics, Orel State

University E-mail: [email protected] GORINA M.A. Student, Orel State University E-mail: [email protected] TOKMAKOV N.V. Student, Orel State University E-mail: [email protected]

ПРИМЕНЕНИЕ ИННОВАЦИОННЫХ МЕТОДОВ ОБУЧЕНИЯ СТУДЕНТОВ ТЕХНИЧЕСКИХ СПЕЦИАЛЬНОСТЕЙ* THE USE OF INNOVATIVE TEACHING METHODS STUDENTS OF TECHNICAL SPECIALTIES

Материал статьи содержит анализ педагогических методов применяемых знаменитыми учеными России. В статье рассмотрен пример интерактивной лекции-визуализации по механике с применением мультимедийных технологий. Описывается использование принципа наглядности. Чтение лекции сводится к связному, развернутому комментированию преподавателем подготовленных наглядных материалов, полностью раскрывающему тему данной лекции. При этом учебная информация подается таким образом, чтобы педагог мог оценить ее пригодность для будущий инженерной деятельности. В лекции используются разные виды визуализации как натуральные, так и символические, что позволяет непосредственно сравнить реальный объект и его схему.

Ключевые слова: интерактивная лекция, визуализация, расчетная схема, учебная информация.

The material of the article contains the analysis of pedagogical methods used by famous scientists of Russia. The article describes an example of an interactive lecture-visualization on mechanics using multimedia technologies. The use of the principle of visibility is described. Reading the lecture is reduced to a coherent, detailed comments teacher prepared visual materials, fully reveals the subject of this lecture. At the same time, educational information is provided in such a way that the teacher can assess its suitability for future engineering activities. The lecture uses different types of visualization, both natural and symbolic, which allows you to directly compare the real object and its scheme.

Keywords: интерактивная лекция, визуализация, расчетная схема, учебная информация.

Введение. В современном образовательном пространстве преподавателю недостаточно быть компетентным только по своей специальности. Преподаватель - это не специалист, который загружает в обучающего какую-то дозу информации, а человек, который учит даже тем, как он проводит занятия, как ведет себя между занятиями, учит собственным образом жизни. Он, дает направление его мысли, которому он часто неосознанно подчиняется.

Сегодня педагогический состав нашего Вуза состоит в основном из преподавателей, получивших советское образования. Студенты различных выпусков с благодарностью вспоминают наших профессоров и с удовлетворением отмечают, что получили хорошие фундаментальные знания по

своей специальности. Конечно, профессоров было гораздо меньше, но каждой из них был неординарной личностью.

Стоит вспомнить, профессора кафедры «Приборостроения» Корндорфа Сергея Ферденандовича, который 60 лет своей жизни посвятил студентам, помогая им становиться учеными, или просто хорошими инженерами [1, 2]. Он говорил: «Вы должны не просто автоматически зазубрить формулы для расчета, а понять их смыл и значение. Тогда, даже если вы и забудете формулы со временем, при необходимости откроете ГОСТы, справочники и без труда решите конкретную конструкторскую задачу».

Легендарный Л. Д. Ландау создал многочисленную выдающуюся школу физиков-теоретиков. Учениками Ландау

* Представленный материал выполнен в рамках проекта №9.2952.2017/4.6. государственного задания.

© Грядунова Е.Н., Горин А.В., Токмакова М.А., Токмаков Н.В. © Gryadunova E.N. , Gorin A.V., Gorina M.A., Tokmakov N.V.

Ученые записки Орловского государственного университета. №3 (80), 2018 г. Scientific notes of Orel State University. Vol. 3 - no. 80. 2018

по преимуществу считались физики, которые смогли сдать Льву Давидовичу девять теоретических экзаменов, так называемый теоретический минимум Ландау [3]. Сначала принималась математика, а затем экзамены по физике: два экзамена по математике; механика; теория поля; квантовая механика; статистическая физика; механика сплошных сред; электродинамика сплошных сред; квантовая электродинамика. Эти профессора относились требовательно не только к студентам, но и к себе. Они не винили систему образования, страну, ВУЗ в своих проблемах и неудачах. Л.Д. Ландау принадлежит фраза: «Все эти разговоры о том, какое сейчас трудное время - это хитроумный способ оправдать свое бездействие, лень и разные унылости. Работать надо, а там глядишь, и время изменится».

Основная часть. Но в настоящее время традиционная модель образования не работает. У нас просто нет времени долго и обстоятельно учить студентов фундаментальным знаниям. Количество аудиторных занятий резко сократилось, а объем знаний значительно увеличился. Мы, преподаватели, сами не знаем, какого специалиста готовим и для какой жизни, потому что, когда он поступает в институт, мир один, а когда заканчивает, мир другой.

Жизнь требует от нас освоения инновационных методов, методик и технологий обучения [4]. В специальной литературе есть разные трактовки терминов «метод обучения», «методик и технологий обучения». Но все они по смыслу однозначны. Метод обучения - это способ взаимодействия педагога и учащихся, с помощью которого происходит передача знаний, умений и навыков. Это - процесс длительный, состоящий из нескольких этапов и включающий в себя множество приемов. Методика - это совокупность методов и методических приемов обучения, форм организации занятий, созданная для достижения определенного класса целей. Как правило, это некий готовый «рецепт», алгоритм, процедура для проведения каких-либо нацеленных действий. Методика отличается от метода конкретизацией приёмов и задач. Технология - жестко зафиксированная последовательность действий и операций, гарантирующих получение заданного результата.

В современном обществе происходит смена парадигмы инженерного образования: от «передачи знаний» к практико-ориентированному непрерывному образованию, опирающемуся на фундаментальное теоретическое содержание. Целью образовательного процесса является формирования у студентов заданного уровня общекультурных и профессиональных компетенций [5]. Он не только должен овладеть знаниями, которыми обладают его преподаватели, но и уметь переосмыслить их, применить на практике и доказать свою компетентность работодателю. Основная идея компетентностно подхода заключается в представление обучающему максимальных возможностей для самообучения. При организации учебного процесса необходимо обеспечить интеграцию теории и практики.

Наше Вузовское образование переходит на использование активных методов обучения, которые предполагают равнозначное участие преподавателя и студента в учебном процессе. Идея активных методов обучения в педагогике не нова. Родоначальниками метода принято считать таких прославленных педагогов, как Я. Коменский, И. Песталоцци, А. Дистервег, Г. Гегель, Ж. Руссо, Д. Дьюи [6]. Хотя мысль, что успешное обучение строится, прежде

всего, на самопознании, встречается еще у античных философов. Признаки активных методов обучения: активизация мышления, причем учащийся вынужден быть активным; длительное время активности — учащийся работает не эпизодически, а в течение всего учебного процесса; самостоятельность в выработке и поиске решений поставленных задач; мотивированность к обучению [7].

Рассмотрим самые распространенные методы активного (интерактивного) обучения:

• творческие задания;

• работа в малых группах;

• дискуссия;

• обучающие игры (ролевые игры, имитации, деловые игры и образовательные игры);

• изучение и закрепление нового материала на интерактивной лекции (лекция-беседа, лекция - дискуссия, лекция с разбором конкретных ситуаций, лекция с заранее запланированными ошибками, лекция-пресс-конференция, мини-лекция);

• эвристическая беседа;

• разработка проекта (метод проектов);

• использование общественных ресурсов, социальные проекты и другие внеаудиторные методы обучения, например, просмотр и обсуждение видеофильмов, экскурсии, приглашение специалиста, спектакли, выставки;

• системы дистанционного бучения;

• обсуждение и разрешение проблем («мозговой штурм», ПОПС-формула, «дерево решений», «анализ казусов», «переговоры и медиация», «лестницы и змейки»);

• тренинги;

• метод кейсов.

Проанализируем лекцию-визуализацию по дисциплине «Прикладная механика» с применением мультимедийных технологий. Чтение лекции сводится к связному, развернутому комментированию преподавателем подготовленных наглядных материалов, полностью раскрывающему тему данной лекции. При этом учебная информация подается таким образом, чтобы обучающий мог оценить ее пригодность для будущий инженерной деятельности. В лекции используются разные виды визуализации как натуральные, так и символические, что позволяет непосредственно сравнить реальный объект и его схему. Тема лекции «Основные понятия и определения механики».

План лекции:

1. Разделы механики;

1.1 Теоретическая механика

1.2 Сопротивление материалов;

1.3 Теория машин и механизмов;

2. Основные понятия;

2.1 Основные понятия в теоретической механике

2.2. Основные понятия в сопротивление материалов;

2.3. Основные понятия в теории машин и механизмов.

3. Обозначения основных величин;

4. Допущения, применяемые в механике;

5. Задачи, решаемые в механике.

Первая лекция по механике отличается от последующих тем, что почти всю пару записывался текст под диктовку. Но сейчас в этом нет необходимости. Так как, лекции-презентации можно разослать по электронной почте, в занимающиеся группы. Зато остается время для разбора физического смысла таких основных понятий как,

материальная точка, сила, не инерциальная система отчета, жесткость, прочность. Если длинные определения можно не диктовать под запись, то формулы лучше вывести на доске. Например, перед выводом теоремы об изменении кинетической энергии, необходимо дать учащимся такие понятия как работа силы, кинетическая энергия точки и твердого тела, уточнить обозначения этих понятий. Тогда вывод самой теоремы, даже при оформлении ее традиционным методом на доске займет четыре строчки.

1. Из второго закона Ньютона имеем:

йУ -

т-= р .

й

2. Умножим обе части этого уравнения скалярно на dr .

йУ ■ йг -

m-

dt

■ = F ■ dr.

dr — — — —

3. Так как — = V , получим или mVdV = Fdr

4. Но mvdV = d

T7 2 ^ mV

= d

mV

2 ^

a Fdr = dA

таким образом,

d

f mV2 ^

2

= dA.

Т.е. дифференциал кинетической энергии материальной точки равен элементарной работе равнодействующей сил, действующих на нее. Это и есть теоремы об изменении кинетической энергии точки в дифференциальной форме.

При этом можно остановиться и дать ребятам возможность самим сделать простейший расчет.

В ОГУ имени Тургенева потоки, для которых читается дисциплина «механика» не многочисленны, то есть количество присутствующих студентов на разных специ-

альностях 20, максимум 50 человек. Поэтому, есть смысл обратиться к студентам с вопросами. Например, спросить: сколько степеней подвижности имеет материальная точка, а твердое тело? Если ответы студентов не сходятся. Уточняем: как вы определите местоположение стиральной резинке на столе, а вазы с цветами, воздушного шарика в воздухе? Это запоминается и дает практический смысл понятию степень подвижности. Можно попросить аудиторию привести примеры тела, обладающего 4, и 5 степенями подвижности. И тогда возникает вопрос, а что ограничивает подвижность тела, и как это называется в механике. То есть студенты сами приходят к необходимости определения понятия связи. Теперь в лекции присутствует элемент эвристической беседы. Далее мы переходим к рассмотрению конкретных механизмов.

Заключение. Таким образом, вместо бездумного, пусть и содержательного записывания, у нас получается разговор о значении механика в их бедующей профессии. Включение слушателей в активное обсуждение и их согласие поделиться своими находками и примерами - не только содержательно и полезно всем присутствующим, но и меняет их отношение к предмету и к преподавателю на более продуктивное.

Китайская пословица говорит:

«Скажи мне - и я забуду.

Покажи мне - и я запомню.

Позволь мне сделать - и это станет моим навсегда»

Поэтому, даже самая информативная, наглядная и методически грамотная лекция должна быть подкреплена практическим занятием.

На основании выше изложенного материала возможно сделать следующие выводы:

- современное состояние науки и техники диктует применение инновационных методов образования.

- инновационные методы образования обеспечивают заданный уровень профессиональных компетенций обучаемых студентов.

2

2

Библиографический список

1. Корндорф С. Ф. Промышленная электроника: учеб. пособие для вузов/ С. Ф. Корндорф, В. А. Попов. М.: Высшая школа, 1964. 225 с.

2. ГрядуноваЕ.Н. Контроль герметичности изделий, заполненных предельными углеводородами: монография / Е.Н. Грядунова, С.Ф. Корндорф, А.В. Горин, Орел: Госуниверситет - УНПК, 2015. 88 с.

3. Ландау, Лев Давидович, Лифшиц Евгений Михайлович. Теоретическая физика. Редактор: Питаевский Лев Петрович, Издательство: М.: Физматлит, 2013. 318 с.

4. Переосмысление инженерного образования. Подход CDIO. Эдвар Ф, Кроули, Дорис Р. Бродер, Кристина Эдстрем. Издательство: «Высшая Школа Экономики (Государственный Университет)» 2015. 502 с.

5. Грядунова Е.Н. Формирование профессиональных компетенций архитекторов с помощью кейс-метода. /Грядунова Е.Н., Горин А.В., Грядунова К.А., Горина М.А./ Ученые записки Орловского Государственного университета - научный журнал. №4 (77) 2017. Орел: ОГУ имени И.С. Тургенева. С.190-193.

6. Джон Локк, Ян Амос Коменский, Иоганн Песталоцци. Педагогическое наследие, М. : Ozon.ru, 1989. 416 с.

7. Памятка разработчикам стандартов учебных дисциплин. [Электронный ресур] infourok.ru>pamyatka-interaktivnie-formi... zanyatiy...

Reference

1. Korndorf S. F. Industrial electronics: ucheb. manual for schools/ S. F. Korndorf, V. A. Popov. Moscow: Higher school, 1964. 225 p.

2. GladunovaE. N. Control of tightness of products filled with saturated hydrocarbons: monograph / E. N. Gryadunov, S. F. Korndorf, A. V. Gorin, eagle, state University - unpk, 2015. 88 p.

3. Landau, Lev Landau, Lifshitz, Evgeny Mikhailovich. Theoretical physics. Editor: Pitaevskii, Lev Petrovich, Publisher: Moscow: Fizmatlit, 2013. 318 p.

4. Rethinking engineering education. The approach of CDIO. Edvar F, Crawley, Doris R. Brodeur, Kristina Edstrom. Publisher: Higher School Of Economics (State University) 2015. - 502 p.

5. Gryadunova E.N. Formation of professional competences of architects with the help of case-method. / Gryadunova E. N., Gorin A.V., Gryadunova K. A., Gorina M. A./ Scientific notes of Orel state University - scientific magazine. No. 4 (77) 2017. Oryol: OSU named after I.S. Turgenev. C. 190-193.

6. John Locke, Jan Amos Comenius, Johann Pestalozzi. Pedagogical heritage, M.: Ozon.ru, 1989. 416c.

7. Memo to the developers of the standards of academic disciplines. [Electronic resource] infourok.ru " pamyatka-interaktivnie-formi... zanyatiy.