Технология организации образовательного процесса по курсу «Теория механизмов и машин» Текст научной статьи по специальности «Науки об образовании»

ют сами студенты при заполнении анкет, поможет в разработке элективных курсов и факультативов по математике в школе.

Рассматривая возможности курса «Числовые системы» в контексте предложенной в

стандартах третьего поколения классификации компетенций, мы видим, что курс особо значим в формировании общекультурных компетенций.

Список литературы

1. Блох А. Ш. Числовые системы: учеб. пособие для пед. ин-тов по мат. спец. - Минск: Вышэйшая школа, 1982. - 158 с.

2. Виландеберк А. А., Шубина Н.Л. Новые технологии оценки результатов обучения: метод. пособие для преподавателей. - СПб.: Изд-во HUGE, 2008. - 168 с.

3. Гнеденко Б.В. Об образовании преподавателя математики средней школы//Математика в школе. - 1989. -№3. - С. 19-22.

4. Ларин С.В. Об изучении в педвузах школьной математики // Математика в школе. - 1990. - №4. - С. 13.

5. Саранцев Г.И. Методология методики обучения математике. - Саранск: Красный Октябрь, 2001. - 139 с.

6. Столяр А. А. Педагогика математики: учеб. пособие для физ.-мат. фак. пед. ин-тов. - 3-е изд., перераб. и доп. - Минск: Вышейшая школа, 1986. - 414 с.

УДК 621.01 (07)

ББК Ч 486.81

Л.Я. Калашникова

Технология организации образовательного процесса по курсу «Теория механизмов и машин»

Изучение курса «Теория механизмов и машин», осуществляемая на основе модульнорейтинговой программы, состоящей из четырех учебных модулей. Каждый учебный модуль представляется однотипно: содержание, цели обучения, познавательная деятельность студентов, контроль.

Ключевые слова: Модульно-рейтинговая технология, модуль, учебный модуль, образовательный процесс, рейтинг.

L.Ya. Kalashnikova

The Technology of Educational Process Organization in "The Theory of Mechanisms and Machines" Course

The course "The Theory of Mechanisms and Machines" is taught on the basis of modularrating programme consisting of four modules. Each academic module has a typical structure: contents, aims of study, cognitive activities of students, control.

Key words: modular-rating technology, module, academic module, educational process, rating.

Для достижения цели профессиональной подготовки будущих учителей технологии

большое значение имеют формы организации процесса обучения. Качество профессиональной подготовки находится в прямой зависимости от педагогической технологии. В настоящее время актуальными являются методики, основанные на гибкой модульно-рейтинговой технологии (А. Артемов, Н. Павлов, В.Д. Чернилевский, М.А. Чошанов и др.), способствующие расширению спектра самостоятельной учебнопознавательной деятельности студентов и организации процесса обучения [1; 2; 3].

Организация образовательного процесса на основе модульно рейтинговой технологии состоит в том, что содержание обучения структурируется в автономные организационнометодические блоки (модули). Содержание и объём модулей варьируется в зависимости от профильной и уровневой дифференциации обучающихся и дидактических целей. Центральным понятием технологии модульного обучения является понятие «модуль», сущность которого теоретиками и практиками трактуется не совсем однозначно. Пользуясь подходами Д.В. Чернилевского, Р.С. Бекировой и М.А. Чо-шанова, принимаем, что модуль - это укрупненная единица содержания и процесса обучения, логически завершенный блок.

Суть технологии модульного обучения заключается в том, что содержание учебного предмета оформляется в виде программы, проектирование которой ведется на основе общепринятых принципов: компоновки содержания учебного предмета вокруг базовых понятий и методов; систематичности и логической последовательности изложения учебного материала; целостности и практической

значимости содержания; наглядности представления учебного материала [3]. Основной индивидуальной формой сопровождения процесса учебно-познавательной деятельности студента является самостоятельная работа, которая позволяет планировать и организовывать собственный учебный процесс и способствует успешному восприятию и осмыслению новых знаний.

Организация учебного процесса на основе модульно-рейтинговой технологии позволяет: путем группировки проблемных модулей учебного материала осуществлять в дидактическом единстве интеграцию и дифференциацию содержания обучения; вариативно сконструировать учебные модули; осуществлять самостоятельный выбор студентами варианта модульной программы и обеспечивать им индивидуальный темп усвоения программы; преподавателю быть консультантом и координатором познавательной деятельности студента.

Контроль знаний и умений у будущих специалистов осуществляется с помощью рейтинговой оценки. Рейтинговое оценивание - это специальная деятельность, осуществляемая на основе проверки или в порядке самоконтроля.

Модульно-рейтинговая технология изучения курса «Теория механизмов и машин», осуществляемая на основе модульной программы, предусматривает констатацию уровней обученности, достигнутых студентами, и призвана побудить, активизировать положительные мотивы обучения.

В соответствии с принципом модульности учебный курс «Теория механизмов и машин» разделяется на определенное количество модулей. Каждый из модулей представляется однотипно: содержание, цели обучения, познавательная деятельность студентов, контроль. Итоги входного и итогового контроля позволяют осуществить необходимую коррекцию учебно-познавательной деятельности студентов. Структура образовательного процесса при изучении курса «Теория механизмов и машин» отражает систему модулей. Деление учебного материала курса на модули соответствует общей цели изучения курса и его логической структуре. Модель модульно-

рейтинговой технологии образовательного процесса отражена на схеме 1.

Схема 1

Модель модульно-рейтинговой технологии образовательного процесса курса «Теория механизмов и машин»

Модуль курса «Теория механизмов и машин» является логически завершенной, самостоятельной и методически обеспеченной структурой. Он состоит из совокупности учебных модулей (УМ-1....УМ-4), отражающих содержание отдельных тем: УМ-1 - учебный модуль «Основные понятия и определения»; УМ-2 - учебный модуль «Структурный анализ механизмов»; УМ-3 - учебный модуль «Кинематический анализ механизмов»; УМ-4 - учебный модуль «Динамика механизмов». В каждом учебном модуле представлен теоретический материал изучаемой темы, необходимый для выполнения практической деятельности, включающей в себя постановку учебного эксперимента и обработку полученных данных, выполнение элементов творческих проектов. В модуле выделены дидактические цели освоения учебного материала (схема 2), которые заключаются в овладении знаниями, умениями и нацелены на формирование профессиональных компетентностей. Будущий учитель технологии должен знать: историю зарождения науки о механизмах и машинах и ее значение в профессиональной деятельности учителя технологии; основные понятия и определения; классификацию звеньев, кинематических пар, механизмов и машин; силы, действующие в машине; виды существующих механизмов; методы анализа и синтеза механизмов.

Схема 2

Дидактические цели курса «Теория механизмов и машин»

Будущий учитель технологии должен уметь: составлять структурные и кинематические схемы механизмов, определять кинематические и динамические параметры механизма, поставить учебный эксперимент по предписанию, выполнить творческий проект. Будущий учитель технологии должен обладать профессиональной компетентностью.

Учебный модуль в соответствии с дидактическим процессом и целями обучения предусматривает разные формы организации учебно-познавательной деятельности (лекции, работа с информацией, полученной из разных источников, экспериментальные работы, расчетная и проектная деятельность, самоконтроль).

Теоретический материал учебного модуля имеет следующее содержание: основные понятия и их определение, условные обозначения в кинематических схемах, классификация звеньев, кинематических пар и кинематических цепей, понятие о пассивных связях и лишних степенях свободы, степень подвижности кинематических цепей и механизмов, механизм как частный случай кинематической цепи.

Учебный модуль в соответствии с дидактическим процессом и целями обучения предусматривает разные формы организации учебно-познавательной деятельности (лекции, работа с информацией, полученной из разных источников, экспериментальные работы, расчетная и проектная деятельность, самоконтроль).

Освоение курса «Теория механизмов и машин» по модульной технологии начинается с входного контроля знаний и умений студентов, который проводится в виде тестовых заданий по ранее изученному курсу «Теоретическая механика». В результате получаем заключение об уровне знаний и умений, необходимых для изучения новой дисциплины.

Студенты, недостаточно освоившие учебный материал курса «Теоретическая механика» получают дополнительное задание (в виде учебных задач) с целью повторения теоретического материала и применения его на практике, а после его отчета-защиты приступают к изучению первого учебного модуля.

Учебный модуль (схема 3) представлен следующим содержанием: цели изучения учебного материала, теоретическое содержание, практическая деятельность, текущий контроль и рейтинг. Цели изучения учебного модуля заключаются в освоении основных понятий и определений, в составлении структурных и кинематических схем механизмов, в формировании профессиональной компетентности.

Название модуля: Сопротивление материалов

Цели обучения: студент должен

знать:

- основные понятия и определения;

- классификации звеньев; кинематических пар, механизмов и машин;

- виды основных механизмов;

- задачи и методы структурного, кинематического и динамического анализа механизмов;

- методы уравновешивание масс звеньев механизма;

- уравнение движения машины

уметь, владеть:

- составлять уравнения равновесия;

- определять динамические давления в кинематических парах;

- выполнять кинематические и кинетостатические расчёты механизма;

- поставить лабораторный эксперимент;

- обработать полученные результаты и сделать выводы;

- пользоваться справочной литературой;

- выполнить творческий проект

Профессиональная компетентность (познавательная, когнитивная, коммуникативная, информационная):

- в теоретических вопросах изучаемого материала курса;

- в творческо-конструкторской, экспериментальной и расчетной деятельности: моделирование поставленной задачи, решение типовых задач и творческих проектов;

- в применении и переработке информации;

- в применении информационных технологий;

- работа в группе, общение с коллективом обучаемых и т.п.

Теоретический материал осваивается на лекционных занятиях. Лекции носят информационный и проблемный характер и раскрывают основы теоретического содержания учебного модуля, обобщают и систематизируют теоретические знания; ориентируют студента в научно-технической сфере; способствуют мотивации самостоятельно расширять и углублять свои знания и умения. Деятельность студентов в учебном модуле заключается в освоении учебного материала темы, выполнении лабораторных работ с элементами проектной деятельности и творческих проектов.

При защите лабораторных работ студентам предлагается дополнительное задание (минипроект), которое заключается в творческом подходе к использованию имеющейся инфор-

мации. Студенту необходимо проанализировать полученные результаты по исследуемой проблеме и решить, что можно еще предложить, имея данную информацию?

В учебном модуле «Основные понятия и определения» студенты выполняют две лабораторные работы: первая лабораторная работа «Составление кинематических схем механизмов» является ознакомительной. Студенты знакомятся с различными видами механизмов, составляют по предложенной модели структурную схему механизма, закрепляя полученные знания, отвечают на предложенные в работе вопросы.

Схема 3

Логическая структура учебного модуля темы «Основные понятия и определения»

Учебный модуль - УМ-1

Основные понятия и определения

Содержание

1. История науки о механизмах и машинах.

2. Основные понятия и определения.

3. Классификация звеньев.

4. Классификация кинематических пар.

5. Классификация механизмов и машин

6. Построение структурных и кинематических схем.

7. Замена высших пар на низшие

Т

Цели Студент должен:

Знать:

1. Основные понятия и определения.

2. Схемы механизмов.

3. Классификации звеньев и кинематических пар.

Уметь:

1. Составлять структурные и кинематические схемы.

2. Заменять высшие пары на низшие.

3. Рассчитать степень подвижности механизма.

Профессиональная компетентность:

- в теоретических вопросах темы;

- в изложении методов расчета;

- в проектной деятельности;

- в представлении информации

Познавательная деятельность студентов

Лабораторные работы: и

- Составление кинематических схем механизмов.

- Структурный анализ механизмов.

- Выполнение творческих проектов по теме

Текущий контроль

Рейтинг по модулю

Индивидуальная творческая деятельность

В результате выполнения лабораторной работы студенты получают знания о технических возможностях механизма, его устройстве и принципах работы, приобретают умения анализировать полученную информацию.

Вторая лабораторная работа «Структурный анализ механизмов», является исследовательской. Выполняя лабораторную работу, студенты определяют количество звеньев, количество кинематических пар, степень подвижности

механизма, назначение звеньев, определение структурных групп механизма, его назначение. Наряду с натурным экспериментальным исследованием механизма студенты могут наблюдать опыт компьютерного моделирования структуры механизма. Смоделированный

процесс позволяет расширить эксперимент, варьируя параметры механизма. Дублирование опытов с изменением параметров, позволяет студентам глубже проникнуть в сущность изучаемого явления и поддержать интерес к проводимым исследованиям.

К защите лабораторных работ студентам предлагается подойти творчески - они должны подумать и предложить ответы на дополнительные вопросы и сообщить результаты выполненных теоретических и практических заданий, например, какие еще структуры механизмов можно получить исходя из имеющихся данных?

Предложенные вопросы и задания заставляют студентов творчески подходить к обработке полученных результатов и выполнять элементы проектной деятельности (минипроект). Данные лабораторные работы можно считать исследовательскими, так как при их выполнении требуется относительная самостоятельность, а полученные результаты и выводы имеют для студента статус нового знания. Кроме того, студенты закрепляют теоретические знания на практике и приобретают профессиональную компетентность, заключающуюся в умении поставить эксперимент, обработать опытные данные и владеть информационнокоммуникационными технологиями [4]. В данном случае теория усваивается в контексте практического действия и, наоборот, практические действия имеют своей ориентировочной основой теорию; содержание обучения становится знанием студента, появляется личностный смысл ее усвоения. У студентов развивается познавательная мотивация, обеспечивающая использование приобретенных знаний и умений при изучении последующих технических и специальных дисциплин.

В учебном модуле студенты выполняют творческие проекты. Тематика творческих проектов повторяет вопросы содержания тем учебного модуля (например, тема основные вицы механизмов), но данная тема рассматривается уже более глубоко и разносторонне. При выполнении проекта студент разрабатывает план выполнения творческого задания; определяет цель, задачи, формулирует проблему, решает проблему (с обращением особо-

го внимания на практические аспекты), оформляет проект. Обсуждение и защита проекта происходит публично. Проекты выполняются студентами индивидуально или группой, групповая работа является хорошей практикой, так как помогает развить навыки сотрудничества и чувство коллективной ответственности. Например, проект - шарнирнорычажные механизмы. В проекте задействованы два студента, каждый из которых выполняет свою часть проекта. Содержание проекта представляет собой: теоретическую часть (история возникновения механизмов, структура и назначение механизмов, достоинство и недостатки, применение и т.д.), проектирование и возможность изготовления экспериментального образца механизма; оформление проекта и его защита.

Практическая деятельность студента в учебном модуле обеспечена методическими материалами: учебное пособие для выполнения лабораторных работ «Теория механизмов и машин», компьютерные программы, моделирующие экспериментальные исследования, методические указания «Теория механизмов и машин» для выполнения курсовых работ, карточки заданий.

Результат освоения учебного модуля как элемента образовательного процесса осуществляется на основе рейтинга. Освоив содержание первого учебного модуля и набрав определенное количество баллов, студенты проходят промежуточный контроль знаний и умений с помощью тестовых заданий и получают окончательный рейтинг по первому учебному модулю. Затем приступают к освоению второго и последующих учебных модулей, которые изучаются по подобной вышеизложенной схеме.

Рейтинговая система оценки предполагает систему накопительных условных единиц (баллов), соответствующих определенным достижениям обучающихся, полученных ими в течение аттестуемого периода, причем в зависимости от количества баллов, полученных за каждый выполненный вид учебной деятельности; по завершении курса они получают достаточно адекватную совокупную оценку.

Исходя из видов познавательной деятельности, их особенностей и значимости, определяются основные позиции по отдельным видам рейтинга и устанавливается определенное число баллов по каждой из них, в зависимости от их весовой значимости. За самостоятельное выполнение одной лабораторной работы, ее правильное оформление и сдачу в срок сту-

дент получает 10 баллов, что заставляет его готовиться к выполнению и защите других работ. Сумма баллов, набранных студентом, при выполнении всех лабораторных работ данного модуля суммируется.

Защита лабораторной работы осуществляется по следующим критериям: 1) овладение теоретическим материалом; 2) овладение методами постановки эксперимента; 3) умение обработки экспериментальных данных; 4) формулировка выводов 5) составление отчета; 6) выполнение элементов проектной деятельности. Лабораторные работы должны быть выполнены и защищены в установленные сроки.

Защита творческих проектов осуществляется по следующим критериям: 1) полнота тематической разработки, 2) оформление проекта, 3) краткое сообщение, 4) обсуждение, 5) оценка. За выполнение творческих проектов рейтинг - 20 баллов.

Затем определяется максимальное количество баллов, которое может заработать студент, полностью отчитавшийся за все виды деятельности. Эта сумма принимается за 100%. Однако рейтинг студента может быть больше 100%, так как дополнительные баллы студент набирает за счет необязательной индивидуальной творческой деятельности, в которой участвует на протяжении всего времени обучения: участие в олимпиадах - 20 баллов, участие в науч-

но-практических конференциях (выступление с докладами, конкурс рефератов и творческих проектов) - 20 баллов.

По окончании изучения дисциплины «Теория механизмов и машин» подводятся итоги, студенты сдают экзамен. Для получения отметки «отлично» студенту необходимо набрать баллов не менее 90% от общей суммы; отметка «хорошо» ставится при наборе 80% баллов от указанной суммы; отметка «удовлетворительно» - не менее 70% от общей суммы баллов и затем студент может сдать экзамен. Экзамен должен подтвердить полученный рейтинг или повысить его.

Модульно-рейтинговая система организации образовательного процесса позволяет студенту самому влиять на процесс формирования профессиональной компетентности, участвуя в научных исследованиях, в организации учебного процесса, в разработке творческих проектов, а в дальнейшем при выборе места практики и написания выпускной квалификационной работы. Применение модульно-рейтинговой технологии организации учебного процесса позволяет гибко управлять деятельностью студентов со стороны преподавателя и осуществлять текущий контроль обучения.

Список литературы

1. Артемов А., Павлов Н. Модульно-рейтинговая система // Высшее образование в России. - 1999. - С.87-92.

2. Чернилевский Д.В. Дидактические технологии в высшей школе. - М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2002. - 437 с.

3. Чошанов М. Гибкая технология проблемно-модульного обучения. - М.: Народное образование, 1996. - 156 с.

4. Калашникова Л.Я. Профессионально ориентированная подготовка будущего учителя технологии в цикле предметных дисциплин (на примере курса «Прикладная механика»): дис... канд. пед. наук. - Чита, 2007. - 226 с.

УДК 53 (07)

ББК Ч 426.51

Н.В. Кочергина, А.А. Машиньян

Подготовка учителя к использованию компьютера и аудиовизуальных устройств в процессе преподавания физики

В обновленные ГОС ВПО II поколения по специальности 032200 в курс «ОПД.Ф.04: Теория и методика обучения физике» в 2005 году были включены темы: «Аудиовизуальные технологии обучения физике» и «Использование современ-

ных информационных и коммуникационных технологий в учебном процессе». В статье предлагаются теоретические и практические механизмы реализации материала этих тем на основе накопленного многолетнего опыта по подготовке будущих учителей физики к созданию и применению комплексных средств обучения физике на цифровой основе.

Ключевые слова: методическая подготовка учителя физики; применение компьютера в обучении; аудиовизуальные, информационные и коммуникационные технологии; методика обучения физике, технологии обучения физике.