УДК 622.24.551
К.П.Порожский
СИСТЕМНЫЙ ПОДХОД К ИЗУЧЕНИЮ УЧЕБНЫХ ДИСЦИПЛИН ГОРНЫХ МАШИН
Один из главных недостатков в подготовке специалистов в области эксплуатации и производства горных машин - неумение самостоятельно ставить и творчески решать задачи поиска качественно новых конструкторско-технологических решений. Это вызвано в первую очередь тем, что учебный процесс в основном построен на решении таких теоретических и практических задач, для которых уже имеется готовая постановка задачи, дается способ ее решения в виде четкою алгоритма, имеются примеры решения, и преподавателю уже известен ответ. В дополнение к приобретению навыков решения таких задач (что выпускник должен уметь хорошо делать) будущий специалист обязан овладеть знаниями и навыками решения творческих инженерных задач, в которых нет готовой постановки, неизвестен способ решения и неизвестен однозначный ответ решения аналогичной задачи, обычно имеюхций несколько вариантов.
Решение таких задач возможно с использованием системного анализа. Как известно, системный подход предполагает представление явления, процесса, машины во всех его внешних и внутренних взаимосвязях с учетом возможно большего числа воздействующих на систему или элемент факторов.
В процессе обучения в институте студент получает огромный объем информации по целому ряду дисциплин, среди которых особое место занимают спецдисциплины. Для студентов-механиков специальности «Горные машины и оборудование» такими дисциплинами являются: «Горные машины», «Проектирование и конструирование горных машин». При изучении этих дисциплин преподаватель должен помочь студенту научиться эффективно применять полученные раньше фундаментальные знания для творческого решения сложного комплекса задач, связанных с изучением, эксплуатацией и созданием современных горных машин.
Ориентировочная основа действий преподавателя - формирование общего методического подхода к изучению дисциплины на основе элементов теории технических систем при условий сотворчества, сотрудничества преподавателя и студента.
Наиболее наглядное представление об этом методе может дать блок-схема алгоритма изучения дисциплины (см.рисунок). Приведенный алгоритм включает две основные части, связанные как с процессом изучения объектов техники, так и с контролем полученных знаний и навыков и их практической реализацией. Блок-схема отражает уже частично сложившуюся в настоящее время практику изучения горных машин и представляет собой попытку
формализации этого процесса. Основные особенности приведенного алгоритма заключаются в следующем:
изучение объектов производится в четком соответствии с иерархической подчиненностью и во взаимосвязи, то есть в рамках системного подхода;
формирование единой системы понятий инженерных, математических, экологических и других дисциплин в соответствии с будущей практической деятельностью инженера;
изучение как абстрактных, так и конкретных объектов с последующим синтезом новых технических решений на основе новых методов инженерного творчества и диалогового общения;
наличие четкой единой структуры в изучении объектов: описание потребности или функции, установление целевой (технической) функции; построение функциональной структуры и органоструктуры; реализация органоструктуры в известном техническом решении; детальное изучение наиболее характерных современных объектов; оценка соответствия объекта условиям эксплуатации на основании системы критериев; синтез нового технического решения на базе морфологической карты во взаимосвязи с технической системой более высокого уровня; целевой функцией и системой критериев.
Разумное сочетание аудиторной и самостоятельной работы студентов путем решения конкретной технической задачи (расчетно-графическая работа) с последующим применением полученных знаний при курсовом и дипломном проектировании;
переход от авторитарного общения к диалоговому управлению. Методика реализации алгоритма решения подобных задач изложена в литературе [1,3]. Практическое применение можно рассмотреть на примере проектирования достаточно многофункциональной системы - буровых геологоразведочных комплексов [2,4].
Для реализации этого алгоритма необходимо иметь следующее обеспечение учебного процесса:
четкую методику постановки и решения задачи по дисциплине в целом, ориентированную на решение задачи на уровне отрасли; необходимое информационное обеспечение;
комплексы литературы и технической документации на современное оборудование, банк патентной информации, справочники, стандарты, технические условия, действующие макеты, натурные образцы машин и оборудования;
наборы учебных задач и заданий по дисциплине в целом (сквозная техническая задача) и по каждому разделу с обязательным описанием методов оперативного контроля знаний и навыков (билеты, тесты и т.п.);
программное обеспечение с инструкциями по использованию и развитию; набор современных ТСО.
Переход к диалоговому управлению в группе при изучении дисциплин
возможен только при создании атмосферы сотрудничества, сотворчества. Это возможно при реализации следующих принципов:
исследование мотивов прихода каждого студента на занятия;
Ыы^АГ
телмиюгая ФрЖШ#(ТФ) гм
н
оценка гм
шяп
ЩГМ
ЛБщие сведена а об иерарх*/ с/гург/пдр ГМ
| ¿ривнрии оцгми лпн ередгня р
тф /ШШК/Н 1 ТФ АКШНЦЛМПб
ФС /НГШШ/
ОС машин
2Н №
ФС механизмов
мехлмиэмМ
х^нхрентные машины
-Ц морфологичссхие /сар/ль/ • \ механизмов ■• ь
измени? КдНС/ПрдХ, мгхаЯпАвк 1 машин
•• "П—л. |шмя /пеу/ ¿регслА,
Син/пез
кенетрдхции:
ус-ловии_|
Расчптт- ?/ю> ж хне оатжы
¿аче/п»,
контрольные,
экзамены
4 качмегее меик/н.
машины : механизма
НШШ1
Улънлулн маниц а надо/го8—1
Блок-схема алгоритма изучения дисциплины "Горные машины "(ГМ)
определение степени соответствия индивидуального интереса и общественной необходимости в мотивах и поведении группы;
установление стиля мышления студентов и гибкая корректировка способа изучения предмета исследований;
умение поставить себя на место студентов (подготовленных заранее оппонентов из числа студентов), найти моменты тождества положений студента и преподавателя;
умение организовать занятия в форме дискуссии - игры, где нет проигравших;
умение сделать студентов единомышленниками, для этого необходимо: найти в точке зрения студента деловое содержание; организовать дискуссию при обсуждении альтернативных взаимоисключающих вариантов решения проблемы;
вести диалог с группой и студентом на основе вопросов, заданных в проблемно-противоречивой форме.
Основным результатом изучения дисциплины должно стать формирование у студентов навыков самостоятельной постановки и решения конкретных технических задач, как небольших - частных, связанных с совершенствованием механизма, узла, так и глобальных, направленных на создание принципиально новых машин и комплексов.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Половинкин А.И. Основы инженерного творчества. - М.: Машиностроение, 1988.
2. Стрельцов И.М. и др. Анализ СПК и выбор принципиальной схемы установок для испытания скважин //Техника и технология бурения скважин на твердые полезные ископаемые. - Свердловск: УГИ, 1991. - С.43-48.
3. Хубка В. Теория технических систем. - М.: Мир, 1987.
4. Эпштейн В.Е., Порожек и й К.П. К вопросу о системном подходе к проектированию буровых комплексов //Совершенствование техники и технологии геологоразведочных работ. - Свердловск, СГИ, 1990. - С.40-48.