CC BY
22
Scientific journal PHYSICAL AND MATHEMATICAL EDUCATION
Has been issued since 2013.
Науковий журнал Ф1ЗИКО-МАТЕМАТИЧНА ОСВ1ТА
Видасться з 2013.
http://fmo-journal.fizmatsspu.sumy.ua/
ЗбаравськаЛ.Ю. Teopemu4Hiаспекти м'жпредметнихзв'язк'!в упрофесiйнiйпiдготовцiмайбутшх агроiнженерiв //Ф'зико-математична осв'та : науковий журнал. - 2016. - Випуск 3(9). - С. 43-48.
Zbaravska L.Y .Theoretical aspects of interdisciplinary connections in the process of agrarian engineers training // Physical and Mathematical Education : scientific journal. - 2016. - Issue 3(9). - Р. 43-48.
УДК 37.02:378:63
Л.Ю. Збаравська
Под1льський державний аграрно-технЧний ун1верситет
ТЕОРЕТИЧН1 АСПЕКТИ М1ЖПРЕДМЕТНИХ ЗВ'ЯЗК1В У ПРОФЕС1ЙН1Й П1ДГОТОВЦ1 МАЙБУТН1Х АГРО1НЖЕНЕР1В
Постановка проблеми. У сучасних умовах виконання завдань розвитку сусптьства неможливо без подальшого розвитку системи осв^и загалом i вищоУ професшноУ осв^и, зокрема. Соцiальний прогрес залежить насамперед вщ розвитку матерiального виробництва, науки й системи освiти, у якш особливу роль вiдiграють взаемопов'язаш та взаeмозумовленi iнтеграцiйнi процеси.
Сьогодш у зв'язку iз збiльшенням об'ему шформаци, який пiдлягаe засвоенню в перюд вузiвського навчання, а також з необхщшстю пiдготовки студентiв до самоосвп"и, важливе значення набувае вивчення ролi мiжпредметних зв'язкiв. Мiжпредметнi зв'язки в навчанш вiдображають комплексний пщхщ до виховання i навчання, дозволяють вичленувати як головнi елементи змiсту освiти. Вони формують конкретнi знання студенев, розкривають гносеологiчнi проблеми, без яких неможливе системне засвоення основ наук.
Аналiз основних дослщжень i публiкацiй. Проблему мiжпредметноï штеграцп, можна вiднести до числа традицшних, що стали вже класичними проблемами педагопки. IÏ вивченню присвячеш працi С.Я. Батишева, В.А. Кондакова, П.Н. Новтова, 1.Д. Зверева, В.М. МаксимовоУ, Н.А. Сорокiна, П.Г. Кулапна, В.Т. Фоменка, А.В. Касперського, 1.М. КозловськоУ, С.М. Пастушенка, В.П. Серпенка, О.В. Сергеева та iнших. Але, на наш погляд, проблемi теоретичного обфунтування та практично! реалiзацiï мiжпредметних зв'язкiв курсу фiзики у вищих аграрно-технiчних навчальних закладах придiлено недостатньо уваги. Тому основним завданням щеТ статт е виклад власного досвщу використання мiжпредметних зв'язкiв та прикладних фiзичних задач курсу фiзики для студенлв аграрно-технiчних навчальних закладiв з врахуванням професшноУ спрямованостi навчання.
Особливою навчання фiзики у вищих аграрно-техшчних навчальних закладах е те, що цей процес мае забезпечити не лише високий рiвень природничо-науковоУ шдготовки, а й мати чiтку спрямовашсть на майбутнiй фах з урахуванням мiжпредметних зв'язкiв. Одним з необхщних умов професшноУ пiдготовки майбутнiх фахiвцiв е професiйна спрямованiсть навчання. Ми вважаемо, що для розв'язання даноУ проблеми необхщно провести детальний аналiз взаемозв'язку курсу фiзики з основними загальнотехшчними та фаховими дисциплiнами. Це, по-перше, дозволить визначити, якi фiзичнi знання, вмiння i навики будуть потрiбнi при подальшому вивченнi фахових дисциплш, по-друге, дасть можливiсть найбтьш вмiло використовувати на заняттях з фiзики приклади сiльськогосподарського змiсту, як пов'язанi з майбутньоУ професiйною дiяльнiстю студентiв.
Важко переоцiнити мiсце фiзичних знань в професiйнiй пiдготовцi фахiвцiв аграрно-техшчноУ галузi. Низький рiвень фундаментально! шдготовки в неперервному навчанш майбутшх фахiвцiв приводить до того, що при вивченш фахових дисциплш вщбуваеться накопичення знань без глибокого розумшня фiзичноï сутностi процесiв. 1нженер, який мае слабку фундаментальну пiдготовку, не може детально розiбратися в тих виробничих процесах з яким вш буде працювати, впевнено включитися в
43
ISSN 2413-158X (online) ISSN 2413-1571 (print)
роботу i знайти вiрнi шляхи для рацiоналiзацN ле! справи, до яко! вiн призваний. Шлях до справжнього розумшня питання техшки i виробництва лежать через систематичне вивчення, зокрема основ фiзики. В процес вивчення фiзики студенти повинш бачити, що саме знання закошв фiзики привело i призводить до створення рiзних технiчних пристро!в, фiзичнi основи яких студенти можуть пояснити маючи високий рiвень фундаментально! шдготовки. Тому на заняттях з фiзики студенти вчаться на основi закошв фiзики пояснювати явища, якi спостер^аються в природi, виробництвi, сiльськогосподарських машинах та мехашзмах.
Для створення мщно! теоретично! бази ми проаналiзували зв'язки фiзики з основними загальнотехнiчними i дисциплiнами практично! та професшно! шдготовки. Наприклад, вивчення дисциплши «Теоретична мехашка» фунтуеться здебiльшого на кiнематицi i динамiцi матерiальноí точки, якi вивчаються в курсi фiзики. Вивчення циклу дисциплш професшно! та практично! шдготовки також взаемопов'язане з вивченням розд^в i конкретних тем курсу фiзики. Так, вивчення фахових дисциплiн «Мехашко-технолопчш властивостi сiльськогосподарських матерiалiв», «Сшьськогосподарськ машини» неможливе без знань таких роздшв та тем курсу фiзики, як «Кшематика», «Динамiка», «Сили пружностi», «Закони збереження». Вивчення дисциплiн «Енергетичнi засоби в агропромисловому комплекс^, «Гiдравлiка та водопостачання», «Грунтознавство» й iншi потребуе знання матерiалу рiзних роздiлiв курсу фiзики, таких як «Фiзичнi основи мехашки», «Основи молекулярно! фiзики та термодинамта», «Електрика та магнетизм».
При поясненнi рiзних тем i роздiлiв курсу фiзики у рiзних за напрямом шдготовки групах потрiбно наводити i рiзнi приклади, враховуючи профiль майбутнього фаху. Використання матерiалiв iз майбутньо! фаху студенев допомагае вирiшенню проблемних ситуацш на заняттях з фiзики. Нами проаналiзовано вивчення теми «Обертовий рух» для студентiв рiзного фахового спрямування (табл.1).
На знаннях з фiзики фунтуеться не лише вивчення теоретичних питань загальнотехшчних i фахових дисциплш, а й виконання професшних завдань [2]. Тому ми шд час пояснення нових фiзичних понять, явищ i законiв використовуемо приклади майбутнього фаху студенев та !х знання з дисциплш професшно! та практично! шдготовки. Змкт питань курсу визначався нами на шдст^ аналiзу мiжпредметних зв'язкiв фiзики i фахових дисциплш (табл.2).
^м того, змiст курсу фiзики iз врахуванням особливостей шдготовки iнженерiв-аграрникiв упроваджували таким чином:
1. Розгляд у лекцшному курсi прикладiв, якi пов'язанi iз сiльськогосподарськими об'ектами i технологiями майбутньо! професшно! дiяльностi.
Добираючи змiст лекцiйного курсу фiзики для майбутнiх iнженерiв-аграрникiв, необхiдно враховувати сучасш тенденци розвитку шженерно! осв^и й iнтегративнiсть курсу з циклами загальнотехшчних i фахових дисциплiн.
Виконуючи деякi завдання студенти повиннi навчитися сшввщносити вивченi фiзичнi поняття з об'ектами !х майбутньо! професiйно'! дiяльностi [3]. Наприклад:
- Яка траекторiя руху на порiвняно невеликих дтянках шляху плуга, культиватора, борiн?
- Який характер руху демонструють соломотряси, молотарки, вiялки?
- Якi види тертя використовуються в пiдшипниках?
- Ят види деформац!! спостерiгаються в стьськогосподарських машинах, механiзмах?
2. Розв'язування задач фiзичного практикуму як з рiзних роздiлiв фiзики, так i фiзичних завдань та запитань майбутнього фаху [1].
Велика увага у викладанш курсу фiзики придiляеться розв'язуванню задач, так як без розв'язування задач програмний матерiал iз фiзики не може бути засвоений. Використання задач iз професiйним змiстом сприяе свщомому засвоенню курсу фiзики; забезпечуе розумшня студентами сутi фiзичних закономiрностей, що вивчаються. Наприклад:
Рiзальний барабан дробарки КДУ-2 «Укра!нка» робить 600 хв-1, а дробильний - 2920хв-1. В скiльки разiв вiдрiзняються !х кутовi швидкостi (рис. 1)?
3. Виконання лабораторних робп" як на традицшних для курсу фiзики приладах, так i на фахово спрямованих установках.
1Л
Таблиця 1
Приклад вивчення теми «Обертовий рух» за рвним фаховим спрямуванням
Графтний образ теми
Фаховий напрям
1. Агрошженер1я
2. Космонавтика
3. Харчова ¡нженер1я
1. Кшематика обертового руху математичноТточки
2. Динамжа обертового руху
М.Т - материальна точка R - padiyc обертання ш - частота обертання V-полова швидмсть
Мч - матер'юльна частинка ш - частота обертання
матер'юльноi частинки R - padiyc обертання G - вага матер'юльно)' частинки F - в/дцентрова сила, що die на матер 'юльну частинку
1 - виавний апарат
2 - насшня
3 - котушка
6 - вага нас1ння
Fii.h. - в1дцентрова сила д/юча на зерно Fm-сила тертя
Шк - частота обертання котушни Rk - padiyc котушки
1 - супутник земл1
2 - земна куля
Gc - вага супутника
Fu.c- в'\дцентрова сила, що die на супутник Fo.a - сила опору атмосфери
1 - дроб1вка; 2 - зерно; 3 - вальц1; 4 - мука G3 - вага зерна;
F4з - и,ентро-бЫна сила, що die на зерно Fm - сила тертя шв - частота обертання Ra - padiyc вальщв
1 - корпус виавного апарату
2 - котушка
3 - насшня
R„ - padiyc котушки
Шк - частота обертання котушки
Vh - колова швudкicmь нас1нини
1 - супутник земл1
2 - земна куля
Rop6 - padiyc op6imu супутника R3 - padiyc op6imu земл'1 Шс - частота обертання супутника Vc - колова швudкicmь супутника
1 - вальц1
2 - зерно
3 - мука
шв - частота обертання валець Re - padiyc вальц 'ю
Уе - колова швидшсть зерна на вальцях
§
ш X т; О
>
О
п
> в
га
s □
<
п т: _w ю
м о
Таблиця2
Використання виробничого досвщу i фахових умшь шд час вивчення роздiлу «Молекулярна фiзика та основи термодинамши» курсу фiзики
Фiзичнi поняття, явища й закони Приклади iз виробничого досвiду
Рух рiдин i газiв Гiдравлiчний таран. Вiтродвигуни. Повiтро-струминнi форсунки обприскувачiв, обпилювачiв. Карбюратор. В'язкiсть кров^ рiзних видiв масла. Величина лобового опору автомобшв.
Основи молекулярно-кшетичноУ теорп Термiчна обробка автомобiльних i тракторних деталей: азотування, цiанування (цементащя). Дифузiя як засiб перемiщення поживних речовин у рослинах. Осмос. Тургор.
Закон Шарля (iзохорний процес). а) В цилiндрi двигуна внутршнього згорання тиск зростае за рахунок шдвищення температури при згораннi горючоУ сумiшi. Спалах вiдбуваeться за короткий час, тому можна рахувати, що об'ем не змшюеться. б) Вщ довгоУ Узди по сухому асфальтному покриттю дорiг, у балонах колк автомобiля збiльшуeться тиск повiтря.
Збтьшення тиску газу при зменшеннi об'ему. У цилiндрi карбюраторного двигуна або у цилiндрi дизельного двигуна при перемщенш поршня вiд нижньоУ точки до верхньоУ, об'ем зменшиться в 6 -7 разiв, а тиск збшьшиться до 10 i бiльше атмосфер.
Адiабатний процес (пiдвищення температури газу при рiзкому стисканнi). При стисканш повiтря в цилшдрах дизеля температура пiдвищуеться настiльки, що паливо спалахуе.
Властивостi газiв Зростання температури пов^ря у разi його стискання шд поршнем дизеля. Вакуум-насос i вакуум-балон доУльних установок. Балони обприскувачiв.
Властивостi рiдин Кашляршсть фунлв, рослин, тварин. Мастильнi рщини.
Теплопровiднiсть. а) У двигунах внутрiшнього згорання е блок цилiндрiв. Алюмiнiева головка блока мае бшьшу теплопровiднiсть, а шж чавунна. Тому вона захищае двигун вiд перегрiвання i дае змогу збтьшити потужнiсть. б) Так, як вода - поганий провщник тепла, то вона служить для охолодження двигушв внутршнього згорання.
Робота в термодинамщк Пщ час робочого такту двигуна внутршнього згорання поршнем здiйснюеться робота.
Кiлькiсть теплоти. У цилiндрi двигуна внутрiшнього згорання при згоранш палива утворюеться певна кшьмсть тепла, вона частково передаеться навколишньому середовищу.
Теплоемшсть. У двигунах внутрiшнього згорання, як охолоджуюча рiдина застосовуеться вода, так як вона мае велику теплоемшсть.
Властивост твердих тiл Чорш метали та Ух мехашчш властивостi. Кольоровi метали, сплави. Види деформацш деталей сiльськогосподарських машин: розтяг - стрижшв клапанiв розподшьного механiзму, тросiв; згину - лиспв ресор, балок рами автомобiля, трактора, осей; деформащя кручення - в карданних валах.
Розширення тiл шд час нагрiвання Урахування теплового розширення в будовi поршшв двигунiв внутршнього згоряння, регулювання впускних i випускних клапашв. Тепловi зазори. Використання бiметалевих пластин у покажчиках повороту автомобтя, температурних реле на iнкубаторах, теплицях, датчиках температури, тиску.
Змiна агрегатного стану У закритих системах охолодження двигушв внутршнього згоряння вода кипить за температури 105-107°С, осктьки тиск там шдвищений вщносно атмосферного. Перед-бачення заморозкiв за точкою роси. Умови, що прискорюють випаровування води з фунту.
Правильно оргашзоваш лабораторнi заняття сприяють формуванню системи фiзичних знань у студенев, а також набуттю рiзних практичних навичок i yMiHb. Одним з найоптимальшших принцишв, за допомогою якого можна домогтися наближення до застосування набутих знань та вмшь у майбутнiй професiйнiй дiяльностi - це принцип професшноУ спрямованостi навчання фiзики. Тому i пiд час постановки лабораторних робп" ми також враховували майбутнш фах студентiв (рис. 2.)
Рис. 1. Дробарка КДУ-2
Рис.2. Лабораторна робота «Визначення моменту iнерцií шатуна»
Отже використання мiжпредметних зв'язмв та прикладних фiзичних завдань в навчальному процес дозволить створити цшкне й системне уявлення студентiв про структуру i змiст курсу фiзики та його значення для майбутньоУ професшноУ дiяльностi; цiлеспрямовано формувати початковi професiйнi знання, навички та вмшня пiд час вивчення фiзики.
Список використаних джерел
1. Збаравська Л.Ю. Збiрник задач з фiзики з професшним спрямуванням/ Л.Ю. Збаравська, 1.М. Бендера, С.Б. Слободян. - Кам'янець-Подшьський: Видавець ПП Зволейко Д.Г., 2010. - 64 с.
2. Пщвищення фахових знань студенев за допомогою використання мiжпредметних зв'язкiв та прикладних фiзичних завдань / Л. Ю. Збаравська, Т. Д. Гуцол, В.А.Мельник // Вкник УкраУнського вiддiлення Мiжнародноí академи аграрноУ освiти. - 2014. - Вип. 2. - С. 230-237.
3. Професшно спрямоваш завдання - як зааб формування шзнавального iнтересу у процесi вивчення фiзики в аграрно-технiчному начальному закладi/ Л.Ю. Збаравська, Ж.А. Задорожна, С.Б. Слободян, М.В.Торчук // Науковий часопис Нацюнального педагопчного унiверситету iменi М.П. Драгоманова. Серiя №5. Педагогiчнi науки: реалп та перспективи. - К.: Вид-во НПУ iменi М.П. Драгоманова, 2014. -Вип.47. - С. 68-72.
Анота^я. Збаравська Л.Ю. Теоретичн аспекти м'жпредметних зв'язк'в у професшнш тдготовц майбутн'х агро'шженер'ю.
Проаналiзованi особливостi м>жпредметних зв'язшв курсу фiзики '¡з загальнотехн'нними i спе^альними дисциплiнами для студент>в аграрно-техн'нних навчальних заклад>в з врахуванням профеайно!' спрямованост'1 навчання фiзики. Визначенi основн способи пдвищення фахових знань студент>в пд час вивчення курсу фiзики.
Доведено, що розв'язування задач м'жпредметного характеру, правильно органзован лабораторн заняття сприють формуванню системи фiзичних знань у студент>в, а також набуттю р'зних практичних навичок > ум>нь та стимулюють пiзнавальний '¡нтерес до вивчення фiзики як науки, дозволяють краще засвоювати матер>ал iнших дисциплiн природничого циклу, розвивають Ух пiзнавальнi та творч> зд'1бност'1, впливають на формування стйких мотив!в до отримання знань з фахових дисциплiн.
Ключовi слова: м'жпредметш зв'язки, фiзика, профеййна спрямовансть, фiзичнi задач'!, лабораторний практикум.
Аннотация. Збаравська Л.Ю. Теоретические аспекты межпредметных связей в профессиональной подготовке будущих агроинженеров.
Проанализированы особенности межпредметных связей курса физики с общетехническими и специальными дисциплинами для студентов аграрно-технических учебных заведений с учетом профессиональной направленности обучения физике. Определены основные способы повышения профессиональных знаний студентов при изучении курса физики.
Доказано, что решение задач межпредметного характера и правильно организованные лабораторные занятия способствуют формированию системы физических знаний студентов, а
также приобретению различных практических навыков и умений, стимулируют познавательный интерес к изучению физики как науки, позволяют лучше усваивать материал других дисциплин естественнонаучного цикла, развивают их познавательные и творческие способности, влияют на формирование устойчивых мотивов к получению знаний по специальным дисциплинам.
Ключевые слова: межпредметные связи, физика, профессиональная направленность, физические задачи, лабораторный практикум.
Abstract. Zbaravska L.Y .Theoretical aspects of interdisciplinary connections in the process of agrarian engineers training.
The paper examines the peculiarities of inter-subject connections between physics course and general technical and special disciplines for students of agro-technical schools taking into account the professional orientation in teaching physics. The main ways of developing the professional competence of students in the process of studying physics are highlighted.
The study proved that solving inter-subject problems, properly organized laboratory courses influence the formation of student knowledge in physics, as well as the development of various practical and cognitive skills and the motivation in studying physics as science. Besides, it helps mastering other natural science disciplines, developing their cognitive and creative abilities and influences the formation of stable motivation in acquiring knowledge in professional disciplines.
Keywords: interdisciplinary communication, physics, professional orientation, physical problems, laboratory practical.
