Содержание к диссертации
Введение
Глава 1 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ФОРМИРОВАНИЯ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЙ ГОТОВНОСТИ БУДУЩИХ УЧИТЕЛЕЙ ТЕХНОЛОГИИ
1.1 Структура профессиональной готовности студентов факультетов «Технология и предпринимательство» к педагогической деятельности 16
1.2 Научные основы лабораторного практикума как составной части учебно-методического комплекса профессиональной подготовки учителей технологии 66
Выводы по первой главе 90
Глава 2 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ФОРМИРОВАНИЯ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЙ ГОТОВНОСТИ БУДУЩИХ УЧИТЕЛЕЙ ТЕХНОЛОГИИ
2.1 Дидактические проблемы создания учебно-методических комплексов по теплотехнике 93
2.2 Методика организации и обучения студентов в процессе лабораторного практикума по теплотехнике 119
2.3 Эксперимент на занятиях лабораторного практикума по теплотехнике 158
Выводы по второй главе 195
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 197
БИБЛИОГРАФИЯ 204
ПРИЛОЖЕНИЯ 221
- Структура профессиональной готовности студентов факультетов «Технология и предпринимательство» к педагогической деятельности
- Дидактические проблемы создания учебно-методических комплексов по теплотехнике
- Методика организации и обучения студентов в процессе лабораторного практикума по теплотехнике
Введение к работе
В современных условиях рыночных отношений в обществе остро стоит проблема подготовки творческой, всесторонне развитой личности, способной принимать самостоятельные решения, находить новые, нестандартные пути преодоления встающих перед ней проблем. Отсюда резко возрастает значимость долговременной стратегии высшего педагогического образования и научного обеспечения процесса подготовки будущих учителей. К числу проблемных вопросов относятся: формирование профессиональной готовности и установки на педагогическую деятельность, диагностика творческих способностей, развитие профессионального образного мышления и пространственного воображения. Указанные проблемы глобальны, имеют прогностическую значимость и в полной мере затрагивают сферу подготовки будущего учителя технологии.
Глобальные изменения экономической структуры нашего общества, социальных отношений, процесс технологизации различных видов деятельности предъявляет новые требования к деятельности педагога в современной системе образования, к профессиональной подготовке учителя.
Современная школа превратилась в многопрофильное учебное заведение с вариативным содержанием образования. В связи с этим изменились и требования к молодому педагогу, школа ждет от него новых идей, новых знаний, неординарных умений и предложений. Чтобы соответствовать потребностям школы и удовлетворять их, профессиональные учебные заведения перешли на многопрофильную подготовку специалистов. Но чаще всего изменения в подготовке будущих педагогов ограничиваются возрастанием доли теоретических знаний при сокращении времени на формирование практических умений.
Сегодня особенно актуально заложить в систему подготовки учителя те компоненты, которые способствуют активизации процессов осознания сту дентами собственной деятельности, самоопределения, самоформирования необходимых профессиональных качеств, которые в свою очередь обеспечивали бы успех в совместной деятельности учителя и ученика.
Такая система предполагает наличие профессиональных знаний, опыта сознательного и творческого выбора оптимальных способов преобразовательной деятельности из многих альтернативных подходов с учетом ее последствий для природы, общества и самого человека, умение мыслить системно, комплексно самостоятельно выявлять потребности в технико-технологическом и информационном обеспечении педагогической деятельности, стремление к непрерывному усовершенствованию методических приемов передачи знаний и применении их в качестве средств технологического преобразования действительности.
Социально-экономические и технологические перемены в общественном производстве все более насыщают труд современного учителя технологии элементами инженерно-технических знаний и умений. Внедрение и использование все более совершенных технологий, повышение требований к компьютерной грамотности обуславливают необходимость всесторонне развивать профессиональную готовность будущих педагогов, более интенсивно используя в образовательном процессе вуза различные технические средства. Новый технологический этап общества и образовательной сферы устанавливает приоритет способа над результатом деятельности с учетом ее социальных, экологических, психологических последствий. И на данном этапе успешное осуществление подготовки педагогических кадров в решающей степени зависит от интенсификации процесса обучения на основе педагогических новаций и прогрессивных педагогических технологий. Поэтому в образовательном процессе вуза в настоящее время делается акцент не на безграничное обогащение студентов знаниями, а на воспитание творческих способностей, на обучение способам поиска новых знаний. В этом смысле готовность будущих учителей технологии зависит не только от наличия глубоких профессиональных знаний, умений и навыков, но и от креативных способностей, системы мотивов, отношения к выбранной профессии.
Готовность студентов к профессиональной деятельности является показателем полноценной технологической подготовки и ее формирование является целью и результатом длительного процесса вузовского этапа обучения.
Вместе с тем анализ современной педагогической теории и практики показывает, что задачи формирования готовности современного учителя технологии к профессиональной деятельности еще не нашли должного отражения в работах педагогов-исследователей. Имеющиеся в этой области труды П.Р. Атутова, К.Ш. Ахиярова, П.Н. Андрианова, Ю.К. Васильева, СЕ. Матушкина, В.А. Полякова, В.В. Серикова, Н.А. Томина, Ю.С. Тюнни-кова, Р.З. Тагариева, Д.А. Тхоржевского, П.И. Чернецова и ряда других исследователей посвящены лишь отдельным направлениям в области педагогического образования учителей технологии. Одни авторы ограничиваются методологическими аспектами подготовки учителя трудового обучения, рассматривая сущность их педагогической деятельности. Другие рассматривают возможности различных дисциплин, изучаемых в педагогических вузах, в формировании познавательной и творческой деятельности будущих специалистов.
Ряд исследователей посвятили свои работы общим проблемам профессиональной готовности к педагогической деятельности - Е.А. Антипова, З.К. Бакшеева, Н.М. Гаджиева, Т.Е. Зборовский, Л.А. Немировская, В.Ш. Масленникова. Ими обоснованы педагогические условия ее формирования, значимые компоненты готовности. Формирование же готовности к профессиональной деятельности будущего учителя технологии остается пока недостаточно разработанной проблемой.
Вместе с тем имеется ряд исследований, посвященных постановке лабораторного практикума в вузах, которые являются значимыми для разра
ботки данной проблемы применительно к подготовке учителя технологии. Это работы СИ. Алаи, Т.М. Анисимовой, Е.И. Антоненко, A.M. Дорошкевича, В.Н. Зубарева, Н.Ф. Караковского, В.И. Крутова, В.А. Осиповой, В.А. Перова, Н.В. Потаповой, Д.Ф. Рудык, Р.А. Ржевской и др.
Теория и практика применения технических средств обучения в учебном процессе описывается в трудах В.А. Амосова, СИ. Архангельского, В.Ф. Бастова, В.И. Бабия, А.В. Бушуева, И.И. Дрига, В.Г. Карпова, A.M. Новикова, В.А. Романина, Г.И. Pax, Н.Г. Рыжкова, В.В. Юденича и других исследователей.
Вопросы разработки и создания самодельных технических средств обучения в учебных мастерских исследовали А.Г. Дубов, Г.В. Волошин, В.И. Качнев, А.А. Обухович, Г.А. Усманов, Г.А. Чижов, А.Ф. Шарабарин и другие.
Общие дидактические, инженерно-педагогические и эргономические требования к техническим средствам обучения и к учебному лабораторному оборудованию сформулированы в работах Г.С Белова, В.Г. Болтянского, В.П. Зинченко, В.И. Мупилова, В.И. Сопина, Н.М. Шахмаева, К.Г. Юлаева и других исследователей.
Разрабатываемая нами теория и методика создания и использования материальных средств обучения исходит из целого ряда дидактических функций, присущих данному творческому процессу. Каждый предмет учебного оборудования обладает своими дидактическими возможностями в обеспечении сознательной деятельности студентов в процессе обучения, развитии их креативных способностей, формирования интереса к будущей профессиональной деятельности. Поиск студентами самостоятельных путей в проектировании и выполнении задания, выбор наиболее оптимального способа выполнения задания представляет собой высокий уровень деятельности, специфика которой заключается в том, что обучаемые в образовательном процессе как бы включаются в производство. Это производство не поточное, а потому предполагающее творческий характер приложения сил, требующее от студентов знания ведущих законов и закономерностей инженерного труда.
Студентами решаются различные проблемные задачи, для успешного осуществления которых им необходимо представить себе конечный результат, конструкцию будущего изделия, его форму, размеры, а также материалы, из которых оно будет выполнено, то есть мысленно построить образ того объекта, который должен быть изготовлен. Важен при этом правильный подбор технологических способов обработки различных материалов, для чего необходимо знать объект труда, технологические свойства материалов, инструментов, станков и других средств производства. В этом случае работа, без сомнения, требует более высокого уровня начальных технологических и политехнических знаний и, вместе с тем, выступает как труд творческий, стимулирующий студентов на самостоятельной добывание этих знаний и успешное овладение выбранной профессией.
Теория использования материальных средств обучения исходит из различных дидактических ролей при применении отдельных видов средств обучения. Каждый предмет учебного оборудования обладает своими дидактическими возможностями в обеспечении успеха сознательной деятельности студентов в процессе обучения.
Постановка лабораторного практикума по теплотехнике на ФТП педвузов до настоящего времени ориентирована на технические вузы и не учитывает профессиональной направленности при подготовке учителя образовательной области «Технология». Рекомендуемые типовые установки крупногабаритные, дорогие, их монтаж требует специально подготовленного помещения на первом этаже здания или в подвале с соответствующим фундаментом. В то же время проведение лабораторных занятий по теплотехнике на стандартных типовых установках недостаточно наглядно раскрывает суть процессов и явлений при исследовании процессов теплоотдачи и теплопередачи. Проведение лабораторных занятий по методике технических вузов нельзя считать абсолютным недостатком. Необходимо проанализировать особенности постановки лабораторного практикума по теплотехнике в технических вузах и выявить положительные стороны, удовлетворяющие специфике преподавания теплотехники в педвузе.
Основное назначение лабораторного практикума по теплотехнике в педвузе заключается в том, что он дает возможность установить связь теории с практикой, способствует превращению знаний в убеждения, является не только средством проникновения в сущность процессов термодинамики и теплопередачи, но и становится важным фактором развития творческого подхода к изучению этих процессов. Лабораторный практикум по теплотехнике в педвузе способствует усвоению теоретического курса, потому что выполнение лабораторных работ дополняет информацию, полученную при прослушивании лекционного курса, наполняется конкретным содержанием. Лабораторный практикум формирует основные понятия науки о теплотехнике, способствует более глубокому усвоению ее законов и понятий, является необходимым условием развития активности и самостоятельности студентов, имеет значение не только для усвоения учебного материала, но и для обеспечения необходимой научно-теоретической и практической подготовки будущего учителя технологии.
Лабораторный практикум по теплотехнике в педвузе стимулирует конструкторское, техническое мышление студентов, формирует их мировоззрение.
Успешное проведение лабораторного практикума в педвузах во многом зависит от обоснованного подбора лабораторного оборудования. Полного комплекта типового оборудования в педвузах не имеется, а в разработанных методических пособиях предлагается лабораторное оборудование, изготовленное на производстве, приемлемое для подготовки инженеров. Поэтому, изучив состав лабораторного оборудования в технических вузах и пединститутах, можно прийти к необходимости создания малогабаритных лаборатор ных установок (МЛУ) для проведения лабораторных работ по курсу «Теплотехника», способствующих обеспечению наглядности, большей активизации познавательной деятельности студентов, мобильности, удешевлению стоимости оборудования. МЛУ имеют оригинальную конструкцию и должны быть созданы в учебных мастерских студентами-дипломниками при выполнении дипломных работ.
Создаваемое малогабаритное оборудование должно отвечать определенным инженерно-техническим, дидактическим, инженерно- психологическим и техническим требованиям.
Дидактические требования - это требования, в соответствии с целями и задачами обучения, дидактическими принципами, психофизиологическими закономерностями процесса усвоения студентами знаний, умений и навыков, методами и организационными формами обучения, нормами научной организации труда.
Основным дидактическим требованием к МЛУ является соответствие целям и задачам обучения на ФТП педвузов, подготовке учителей технологии, педагогов-инженеров, имеющих хорошую научную базу по специальности, большой объем научно-методических знаний. МЛУ должны способствовать реализации основных дидактических принципов обучения, таких как научность, системность, связь теории с практикой, сознательность и самостоятельность обучения, наглядность и доступность. Принцип научности должен быть выражен прежде всего соответствием основным положениям науки - теплотехники. МЛУ должны дать возможность экспериментальных исследований процессов термодинамики и теплопередачи. Наглядность лабораторных работ, проводимых с применением МЛУ, в отличие от стандартных установок, способствует тому, что студент может воспроизвести в своей дальнейшей трудовой деятельности полученные знания, умения и навыки.
При работе с МЛУ студенты работают не только умственно, но и физически, это позволяет максимально активизировать обучение, - студенты приходят к результатам, подтверждающим теоретические положения на основе личного осознания процесса. Непосредственное восприятие процессов термодинамики теплопередачи, и действия механизмов МЛУ позволяет осмыслить их назначение, обобщить увиденное, выделить основное, что в свою очередь способствует развитию мышления студентов. При проведении лабораторных работ на МЛУ, в отличие от стандартного оборудования, лучше осуществляется принцип единства конкретного с абстрактным, студенты выполняют задания самостоятельно и во время исследования понимают предпосылки, цели и все этапы исследования. МЛУ расширяют возможности наглядного обучения, достижение которого обеспечивается простотой и доступностью конструкции.
Исходя из вышеизложенного, приходим к необходимости разработки методики создания и методики использования МЛУ для проведения лабораторного практикума по теплотехнике на ФТП педвузов. В соответствии с программой курса «Теплотехника», используя системный подход, можно предположить следующие, наиболее подходящие методы проектирования МЛУ:
- поиск литературы;
- мозговая атака;
- построение и-или дерева (классификация);
- определение требований эффективности;
- соответствие требованиям эргономики;
- определение технологического критерия использования материала;
- определение функций «человек-машина».
Вышесказанное определило выбор темы нашего исследования - «Формирование профессиональной готовности будущих учителей технологии к педагогической деятельности (на примере создания и использования учебно-методических комплексов)».
Целью исследования является выявление, теоретическое обоснование и проверка компонентов структуры профессиональной готовности будущих учителей технологии к педагогической деятельности.
Объект исследования: целостный педагогический процесс профессиональной подготовки учителя технологии, ориентированный на формирование готовности к педагогической деятельности.
Предмет исследования: педагогические условия формирования структуры профессиональной готовности студентов факультетов технологии и предпринимательства педагогических вузов.
В основу исследования положена гипотеза о том, что формирование профессиональной готовности будущих учителей технологии к педагогической деятельности будет осуществляться успешнее, если:
- определена функциональная сущность содержательных компонентов структуры профессиональной готовности студентов к педагогической деятельности;
- процесс подготовки будущих учителей технологии сопровождается сочетанием технологической, политехнической и методической составляющих;
- для решения проблемы организуются занятия по разработке и использованию универсального малогабаритного оборудования как основы учебно-методических комплексов.
В соответствии с целью и гипотезой были поставлены следующие задачи:
1. Проанализировать состояние проблемы в психолого-педагогической, методической и технической литературе.
2. Определить содержание и функции компонентов профессиональной готовности будущих учителей технологии к педагогической деятельности и рассмотреть особенности их формирования у студентов ФТП педагогических вузов.
3. Разработать технологическое, политехническое и методическое сопровождение образовательного процесса студентов ФТП как педагогическое условие формирования у будущих учителей технологии готовности к педагогической деятельности
4. Разработать и проверить в опытно-экспериментальной работе методику организации занятий по созданию и использованию универсального малогабаритного оборудования как основы учебно-методического комплекса.
Теоретико-методологическую основу исследования составляют научные труды Б.С.Гершунского, В.И.Загвязинского, Н.И.Загузова, В.В.Краевского, А.Я.Найна, А.М.Новикова, В.М. Полонского, позволившие осмыслить методолгию и технологию работы над диссертационным исследованием; философские, педагогические, психологические труды, рассматривающие законы диалектического развития личности, формирования ее готовности к профессиональной деятельности; теория деятельностного подхода в обучении, общая теория профессиональной деятельности; учение о политехническом образовании, концепция о функциональной природе политехнических знаний; положения педагогики и психологии о развитии творческой личности; основы теории конструирования учебного оборудования. Решению поставленных задач способствовали следующие методы исследования:
- методы теоретического исследования: изучение, абстрагирование, конкретизация, аналогия, синтез и анализ (педагогическая, психологическая, методическая, философская литература, диссертационные исследования);
- методы эмпирического исследования: наблюдение, анкетирование, беседы, опрос, изучение и анализ результатов практической деятельности студентов, опытная работа, изучение и анализ педагогического опыта, педагогический эксперимент;
- методы проектирования и конструирования учебного оборудования;
- методы математической статистики.
Исследование проводилось поэтапно с 1992 по 2000 год. В качестве опытно-экспериментальной базы были определены факультеты по подготовке учителей технологии Стерлитамакского государственного педагогического института, Московского государственного педагогического университета, Стерлитамакский филиал государственного нефтяного технического университета.
На первом этапе (1992 -1994 гг.) осуществлялся анализ философской, психологической, технической литературы по проблеме. Определялись теоретические положения исследования, раскрывалось и уточнялось содержание терминов по проблеме. Проанализированы проблемы лабораторного практикума по курсу «Теплотехника» в педагогических и технических вузах. Была выявлена необходимость создания малогабаритных лабораторных установок (МЛУ) для проведения лабораторных работ по курсам «Теплотехника» и «Машиноведение».
Изучен опыт преподавания курса «Теплотехника» в Стерлитамакском госпединституте, Стерлитамакском филиале уфимского государственного нефтяного технического университета, а также опыт подготовки учителей технологии в педагогических вузах РБ и РФ. Разрабатывалась рабочая программа исследования. Проводились диагностические исследования при помощи анкет, тестов, бесед, наблюдения, разрабатывался авторский подход к реализации и развитию креативных качеств личности на основе широкоас-пектной деятельности студентов по проектированию, разработке и использованию МЛУ.
На втором этапе (1994 - 1997 гг.) проведено теоретическое обоснование выдвинутой гипотезы, осуществлена опытно-экспериментальная работа, на основе данных констатирующего эксперимента уточнено содержание основных форм и методов работы со студентами. Осуществлялось создание в экспериментальных студенческих группах культуротворческой среды. Как результат данного этапа работы - на базе Стерлитамакского госпединститута было создано 6 малогабаритных лабораторных установок для исследования процессов термодинамики и теплопередачи, составивших основу учебно-методических комплексов, а также были определены особенности методики выполнения лабораторных работ на МЛУ.
На третьем этапе (1997 - 2000 гг.) проводилась оценка эффективности проделанной работы на основе анализа и обработки результатов исследования. Завершалась экспериментальная проверка работы МЛУ с целью сравнения фактических результатов с теоретическими и обработка данных результатов методами математической статистики. Проведен экспериментальный практикум на технолого-экономическом факультете с целью выявления сформированности опыта креативной деятельности и экспериментальных умений студентами при проведении лабораторных работ с использованием МЛУ. Осуществлялось литературное и документальное оформление, составление научно-методических рекомендаций.
Научная новизна и теоретическая значимость исследования заключаются в следующем: выявлены и обоснованы структурные компоненты профессиональной готовности будущих учителей технологии к педагогической деятельности; уточнено понятие «учебно-методический комплекс»; обоснована целесообразность разработки малогабаритных лабораторных установок как основы учебно-методических комплексов; сформулированы научно-обоснованные требования к проектируемому оборудованию, предложенные в нем решения по вопросам формирования профессиональной готовности будущих учителей технологии к педагогической деятельности углубляют научные представления по данной проблеме.
В работе раскрываются логика, методика, этапы формирования профессиональной готовности на примере создания учебно-методических комплексов. Обосновывается возможность использования учебно-методических комплексов для решения широкого круга педагогических задач.
Практическая значимость исследования определяется возможностью использования его материалов для совершенствования подготовки студентов к осуществлению педагогической деятельности: созданные новые оригинальные малогабаритные лабораторные установки успешно используются в образовательном процессе педвузов для подготовки будущих учителей технологии; разработанная методика организации и проведения лабораторного практикума, кроме образовательного процесса педвузов, используется для повышения педагогической квалификации учителей технологии.
На защиту выносятся следующие положения:
- эффективность процесса формирования профессиональной готовности будущих учителей технологии к педагогической деятельности детерминируется функциональными сущностными характеристиками структуры этой готовности и их учетом в образовательном процессе педвуза;
- положение о необходимости сочетания в образовательном процессе педвуза технологической, политехнической и методической составляющих, которое наилучшим образом осуществляется на занятиях по разработке и использованию универсального малогабаритного оборудования как основы учебно-методических комплексов.
Апробация и внедрение результатов исследования.
Основные результаты исследования докладывались и получили положительную оценку на научных и научно-практических конференциях международного, всероссийского и республиканского уровня в городах Москва (1998 г.), Уфа (1996 - 1998 гг.), Стерлитамак (1994 -2000 гг.) и в выступлениях по проблемам трудовой политехнической подготовки на профильных кафедрах и проблемных лабораториях Московского педагогического государственного университета, Стерлитамакского филиала Уфимского государственного нефтяного технического университета, Стерлитамакского государственного педагогического института.
Результаты диссертационного исследования нашли отражение в публикациях автора.
Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, двух глав, заключения, библиографии и приложения
Структура профессиональной готовности студентов факультетов «Технология и предпринимательство» к педагогической деятельности
Личность учителя есть стержневой фактор педагогического труда.
Согласно К.К. Платонову, личность рассматривается как сложная структура, состоящая из четырех иерархически расположенных подструктур, а именно - биологически обусловленная подструктура; подструктура индивидуальных особенностей психических процессов как форм отражения; подструктура опыта, включающая знания, навыки, умения и привычки; высшая подструктура направленности, социально обусловленная, формируемая путем воспитания (133).
Исходя из такого представления структуры личности в целом, И.А.Зимняя выделяет три плана соответствия психологических характеристик человека деятельности педагога. Первый план соответствия - предрасположенность или пригодность в широком неспецифическом смысле. Пригодность определяется биологическими, анатомо-физиологическими и психологическими особенностями человека, что подразумевает отсутствие противопоказаний к деятельности в системе «Человек-человек» и предполагает норму интеллектуального развития человека, эмпатииность, положительный эмоциональный тон, а так же нормальный уровень развития коммуникативно-познавательной активности.
Второй план соответствия педагога своей профессии - его личностная готовность к педагогической деятельности, которая предполагает отрефлек-сированную направленность на профессию типа «Человек - человек», мировоззренческую зрелость человека, широкую и системную профессионально-предметную компетентность, а также коммуникативную, дидактическую потребности и потребность в аффилиации. Готовность включает в себя все подструктуры личности.
Третий план соответствия педагога профессиональной деятельности -его включаемость во взаимодействие с другими людьми, и предполагает легкость, адекватность установления контакта с собеседником, умение следить за реакцией собеседника, самому адекватно реагировать на нее, получать удовольствие от общения.
Пригодность (предрасположенность), готовность и включаемость человека в педагогическую деятельность - суть три стороны ее субъектной характеристики (65, с. 205-206).
По достоинству оценивая все три плана соответствия психологических характеристик человека деятельности педагога-профессионала, считаем необходимым обратить пристальное внимание на проблему готовности к данному виду деятельности.
Анализ психолого-педагогической литературы показал, что проблема в цикле наук о человеке разработана весьма основательно с точки зрения общей готовности человека к труду (К.К. Платонов, В.В. Сериков, А.А. Смирнов и др.) и ее возрастных аспектов (В.Д. Брагина, И.В. Дубровина, СВ. Корницкая, М.Л. Костикова, Т.М. Сорокина и др.). Можно утверждать, что, несмотря на определенные различия в существующих подходах, общепринятым является выделение двух основных видов готовности к деятельности (временной - инициативной и долговременной - устойчивой). Наиболее важным в аспекте нашего исследования является изучение долговременной готовности, т.к. именно ей принадлежит определяющая роль.
Будучи включенной в понятийный аппарат многих наук о человеке (педагогика, психология, социология, деонтология и др.), понятие готовность рассматривается с различных позиций.
Анализ литературы по данной проблематике позволил считать, что в основном она рассматривается в личностно-деятельностном аспекте. Одни авторы рассматривают готовность как сложное образование, включающее когнитивные, мотивационные, эмоционально-волевые компоненты, а также совокупность профессиональных знаний, умений (Л.И. Кобзарь, Л.Н. Кроль, Н.В. Кузьмина, В.А. Сластенин и др.).
Дидактические проблемы создания учебно-методических комплексов по теплотехнике
Одна из задач, поставленных в исследовании - разработка комплекса малогабаритных лабораторных установок по курсу «Теплотехника» в педвузе для студентов факультета технологии и предпринимательства. Таким образом, нам необходимы установки для изучения термодинамических процессов, способов передачи тепла, а также для определения теплотехнических свойств различных конструкционных и строительных материалов.
Нам необходимо создать малогабаритные лабораторные установки наилучшим образом приспособленные к условиям работы в педвузе и обеспечивающие достаточную профессиональную готовность будущих учителей «Технологии», педагогов-инженеров.
Цель проектирования - положить начало изменениям в окружающей человека искусственной среде. Весь процесс проектирования можно разбить на три основные стадии:
1. Анализ или дивергенция;
2. Синтез или трансформация; 3.Оценка или конвергенция.
Термин «дивергенция» обозначает расширение границ проектной ситуации с целью обеспечения достаточно обширного пространства для поиска решений. Цель дивергентного поиска заключается в том, чтобы перестроить или разрушить первоначальный вариант технического задания, выявив при этом те аспекты ситуации проектирования, которые позволяют получить ценные и осуществимые изменения. Проведение дивергентного поиска предусматривает приобретение нового опыта, достаточного для того, чтобы противодействовать ошибочным первоначальным установкам (45).
Приступая к разработке методики создания новых лабораторных установок, рассмотрим методы проектирования систем, описанных в пособии (135). Это: 1) поиск литературы; 2) мозговая атака; 3) классификация; 4) проектирование системы «человек-машина».
Вначале исследуем проектную ситуацию с помощью двух первых методов. Оба метода применяются параллельно.
Основное содержание данного этапа - поиск информации, необходимой для проектного решения.
Шаг 1. Определение цели поиска
Выявляем принципы устройства и назначение оборудования, необходимого для проведения лабораторных занятий по теплотехнике. Определяем технические требования к проектируемым установкам. Это:
а) соответствие основной задаче - возможности проведения исследова ний процессов термодинамики и теплопередачи;
б) габаритные размеры установок должны быть такими, чтобы установки могли помещаться и функционировать на столе учебной аудитории;
в) конструкция установок должна предусматривать возможность профессиональной деятельности учителя «Технологии». Для этого она должнабыть рассчитана на исследование образцов из древесины, меди, алюминия, пластмасс. В конструкции должны быть использованы детали оборудования школьных учебных мастерских. Например, лабораторные трансформаторы, амперметры, вольтметры и т.п.;
г) конструкция установок должна быть прочной, надежной, ремонтно пригодной;
д) установки должны быть безопасными, то есть конструкция должна соответствовать требованиям техники безопасности.
Методика организации и обучения студентов в процессе лабораторного практикума по теплотехнике
Малогабаритные лабораторные установки, созданные на базе СГПИ позволяют выполнить девять лабораторных работ:
1. Исследование изохорного процесса изменения состояния газа (воздуха).
2. Изучение теплопередачи в водо-водяном теплообменнике типа «труба в трубе».
3. Исследование процессов конвективной теплоотдачи при движении среды в кольцевом канале.
4. Определение коэффициента теплоотдачи горизонтальной трубы при свободном движении воздуха.
5. Определение коэффициента теплопроводности материала стенки
трубы.
6. Определение коэффициента теплопроводности материала теплоизоляции исследуемой трубы.
7. Определение коэффициента теплопроводности сыпучих материалов методом шара.
8. Определение степени черноты поверхности исследуемой трубы методом сравнения.
9. Определение коэффициента теплопроводности металлического образца методом сравнения.
Проведение каждой лабораторной работы рассчитано на четыре аудиторных часа, и проводится бригадным методом. Так, как в учебной лаборатории СГПИ имеется в наличии шесть малогабаритных лабораторных установок, то одновременно могут работать шесть бригад студентов, независимо друг от друга. Выполнение лабораторной работы студенты начинают с изучения конструкции лабораторной установки, при этом изучается её схема (по методическим указаниям), и сама установка. Далее изучается порядок действий при подготовке установки к работе, при проведении работы и после окончания работы, а также должна быть подготовлена таблица для записи опытных данных, получаемых при проведении опытов на МЛУ. Затем студенты получают допуск к выполнению лабораторной работы, отвечая на соответствующие вопросы преподавателя. На этом заканчивается подготовительный этап, на который обычно должно уходить не более 25-30 минут.
Следующим этапом является экспериментальная часть лабораторной работы, которая заключается в самостоятельной работе студентов с лабораторной установкой, с целью изучения протекающих в ней процессов и явлений, и получения ряда опытных данных, которые заносятся в журнал наблюдений. Преподаватель при этом наблюдает за действиями студентов и при необходимости корректирует их, направляя по верному пути. После проведения необходимого количества опытов лабораторная установка должна быть выключена, а рабочее место приведено в порядок.
Затем производится математическая обработка опытных данных, в результате которой студенты должны получить расчётные данные, а также построить графики, отражающие результаты опытов.
В результате выполнения лабораторных работ студенты должны предоставить отчет по лабораторным работам, который должен содержать следующие разделы:
- цель работы;
- порядок выполнения работы и расчетные формулы;
- схему лабораторной установки;
- таблицы с результатами измерений;
- таблицы с результатами расчетов;
- графики, отражающие результаты опытов.
Отчет по лабораторным работам составляется на листах формата А4 согласно ЕСКД. После оформления отчета студент должен защитить лабораторные работы и получить допуск к экзамену.
