Применение рейтинга в преподавании дисциплины техническая механика. Как форма практических занятий в преподавании общепрофессиональных дисциплин (на примере технической механики) Щепинова Людмила Сергеевна преподаватель

МЕТОДИЧЕСКИЙ ДОКЛАД

«Перспективные технологии изучения дисциплины Техническая механика»

преподаватель спецдисциплин

ГОБПОУ «Грязинский технический колледж»

1. Активные методы обучения – это методы, побуждающие к самостоятельному добыванию знаний

В последние десятилетия широкое распространение получили так называемые активные методы обучения, побуждающие обу­чающихся к самостоятельному добыванию знаний, активизирую­щие их познавательную деятельность , развитие мышления, формиро­вание практических умений и навыков. Именно на решение этих за­дач направлены проблемно-поисковые и творчески-воспроизводящие методы.

Активные методы обучения - это методы, которые побужда­ют студентов к активной мыслительной и практической дея­тельности в процессе овладения учебным материалом. Активное обучение предполагает использование такой системы методов, которая направлена главным образом не на изложение препода­вателем готовых знаний, их запоминание и воспроизведение студентом, а на самостоятельное овладение студентом знаниями и умениями в процессе активной познавательной и практической деятельности.

Для активизации познавательной деятельности студентов исполь­зуются традиционные методы обучения с применением таких прие­мов, как постановка вопроса при изложении материала, включение в него отдельных практических упражнений, ситуационных задач, обращение к наглядным и техническим средствам обучения, по­буждение к ведению записей, созданию опорных конспектов.

Особенности активных методов обучения состоят в побужде­нии студентов к практической и мыслительной деятельности, без которой нет движения вперед в овладении знаниями.

Появление и развитие активных методов обусловлено возника­ющими перед процессом обучения новыми задачами, состоящими в том, чтобы не только дать студентам знания, но и обеспечить формирование и развитие познавательных интересов и способно­стей, творческого мышления, умений и навыков самостоятельного умственного труда. Возникновение новых задач обусловлено бурным развитием информации. Если раньше знания, полученные в школе, техникуме, вузе, могли служить человеку долго, иногда в течение всей его трудовой жизни, то в век бурных темпов роста информа­ции их необходимо постоянно обновлять, что может быть достиг­нуто главным образом путем самообразования, а это требует от человека познавательной активности и самостоятельности.

Познавательная активность означает интеллектуально-эмоцио­нальный отклик на процесс познания, стремление студента к уче­нию, к выполнению индивидуальных и общих заданий, интерес к деятельности преподавателя и других студентов.

Под познавательной самостоятельностью принято понимать стремление и умение самостоятельно мыслить, способность ори­ентироваться в новой ситуации, находить свой подход к решению задачи, желание понять не только усваиваемую учебную инфор­мацию, но и способы ее добывания, критический подход к сужде­ниям других, независимость собственных суждений.

Познавательная активность и познавательная самостоятель­ность - качества, характеризующие интеллектуальные способно­сти человека к учению. Как и другие способности, они проявля­ются и развиваются в деятельности. Отсутствие условий для про­явления активности и самостоятельности приводит к тому, что они не развиваются. Вот почему только широкое использование активных методов, побуждающих к мыслительной и практиче­ской деятельности, причем с самого начала процесса обучения, развивает столь важные интеллектуальные качества человека, обеспечивающие в дальнейшем его деятельное желание в посто­янном овладении знаниями и применении их на практике.

Активные методы обучения могут быть использованы на разных этапах учебного процесса: при первичном овладении знаниями, закреплении и совершенствовании знаний, формировании умений и навыков. Нельзя резко разделить имеющиеся методы обучения на активные и неактивные.

В зависимости от направленности на формирование системы знаний или овладение умениями и навыками активные методы обучения делят на неимитационные и имитационные. Имитаци­онные предполагают, как правило, обучение профессиональным умениям и навыкам и связаны с моделированием профессиональ­ной деятельности . При их применении имитируются как ситуации профессиональной деятельности, так и сама профессиональная деятельность. Имитационные методы, в свою очередь, делят на игровые и неигровые в зависимости от принимаемых студентами условий, выполняемых ими ролей, взаимоотношений между ро­лями, устанавливаемых правил, наличия элементов состязатель­ности при выполнении заданий.

2. Проведение урока методом «мозговой атаки»

Проблема развития творческих способностей студентов приобретает в наши дни огромное социально – экономическое и общественное значение. Одним из факторов успешного развития общества является подготовка образованных, творчески мыслящих, ориентированных на ускорение научно – технического прогресса кадров. Решать задачу формирования творческих способностей студентов помогают в системе образования активные методы обучения. Уроки, на которых на первый план выдвигается поисковая деятельность студентов, приносят значительно больше пользы, чем те, на которых нужно лишь механически запомнить, добросовестно впитывать истину, высказанную преподавателем. Студенты, в какой - то мере, должны быть исследователями, первооткрывателями. Наверное, надо интенсифицировать процесс обучения, шире использовать активные методы обучения – проблемный, исследовательский, к которым относятся деловые и ролевые игры, метод, метод анализа конкретных ситуаций, метод «мозговой атаки», индивидуальные практикумы и т. д.

В данной методическом докладе рассматривается один из занятий по дисциплине «Техническая механика», проводимый по методу «мозговой атаки». Эпод метод способствует развитию динамичности мыслительных процессов, формирует умение сосредоточиться на каком – либо «узком» вопросе изучаемой темы. Сущность этого метода заключается в коллективном поиске путей решения проблем.

Использование метода «мозговой атаки» требует от преподавателя предварительной подготовки, выбора темы занятия, проблем, решение которых предстоит найти студентам. Необходимо тщательно и не один раз продумать процедуру «мозговой атаки», подготовить и обосновать учебные задачи, размножить условия и правила генерирования идей.

Необходимо тщательно подготовиться к заключительной оценки. В течение года можно провести два – три занятия с использованием этого метода. Для проведения такого урока по дисциплине «Техническая механика» выбрана тема "Плоская система произвольно расположенных сил".

К моменту проведения этого занятия, студенты уже накапливают определенные опорные знания, получают основную базу для плодотворно­го изучения данной темы. Они уже знают основные аксиомы статики, по­нятия силы, систем сил, имеют навык сложения плоской системы сходя­щихся сил, имеют полное представление об условиях равновесия систем сил, практически умеют составлять уравнения равновесия. Учитывая все это, преподаватель тщательно разрабатывает план-сценарий проведения урока.

3. Проведение урока методом ролевой игры

Одним из методов интерактивного обучения является игра, которая позволя­ет вовлечь в учебный процесс наибольшее количество студентов и сделать обу­чение интересным, увлекательным и плодотворным.

Применяя интерактивные игры, я преследовала цель - создать комфортные условия обучения, при которых сту­дент чувствует свою успешность, интеллектуальную состоятельность, что дела­ет продуктивным весь процесс обучения.

Любой преподаватель, прежде всего, воспитывает и развивает интерес к предмету. Но чем серьезнее с профессиональной, научно - педагогической зрения он подходит к решению этой сложной задачи, тем успешнее он решает другую, не менее важную, - пробуждение и развитие у студентов на основе специального интереса стремления к изучению смежных предметов, овладению всей совокупностью знаний.

Изучение темы «Трение» имеет практическое значение в развитии аналитического мышления студентов. Трение в машинах и механизмах играет весьма противоречивую роль. В одних случаях трение является отрицательным явлением, от него стараются, если не избавиться совсем, то хотя бы уменьшить, чтобы повысить к. п.д. механизмов и машин.

В других случаях, наоборот, увеличивают оцепление между отдельными деталями, чтобы обеспечить нормальную работу механизмов (муфт сцепления, ременных передач, фрикционных передач, тормозов и т. д.).

Для изучения этот материал не представляет трудности, поэтому можно дать возможность студентам изучить его самостоятельно, а затем закрепить на уроке методом ролевой игры в форме «судебного заседания».

Знания и умения, которые затем вырабатываются в процессе решения задач, пригодятся студентам при изучении многих тем технической механики, а также при изучении специальных дисциплин и в практической деятельности.

Прежде чем проводить урок, преподаватель должен просмотреть учебный материал по теме как в учебниках по технической механике, так и в учебниках по специальным дисциплинам, а также в специальной литературе о трении, в энциклопедии (БСЭ). Затем разделить материал «за» и «против», учитывая положительную и отрицательную роль трения в машинах и механизмах. После этого окончательно выяснится, сколько ролей должно быть задействовано в игре. Эту работу нужно провеет: заранее, еще при составлении календарно-тематического плана .

Примерно за две недели до урока необходимо в группе объявить о предстоящей игре, ее цели, распределить роли с учетом желания студентов, указать, какой литературой пользоваться и нацелить студентов на проявление творческой инициативы не только по содержанию своих речей, но и по оформление их наглядными пособиями.

Обратить внимание студентов на то, что в их речах желательны сведения о новых прогрессивных материалах, видах смазки, о к. п.д. - экономическом показателе машин и их отдельных механизмов, а также примеры практического применения изучаемого материала в сельскохозяйственной технике .

«Председатель суда» и «заседатели» получает от преподавателя краткий инструктаж об оценке выступлений других участников игры. - Для большей объективности их оценок, желательно «председателя суда» и «заседателей» выбрать из числа наиболее успевающих студентов.

Накануне урока преподаватель вместе с участниками игры уточняют ход «суда», оформляют класс, обеспечивают урок наглядными пособиями и ТОО.

В аудитории для проведения «судебного заседания» отводят два стола. Их накрывают скатертью, ставят графин с водой, звонок.

«Суд» ведет «председатель». «Заседатели» следят за выступлениями студентов, выставляют оценки. «Секретарь суда» вызывает участников заседания.

Выступающие участники «суда» свою речь подкрепляют плакатами, моделями, деталями машин и другими наглядными пособиями, которые они подготовили.

Преподаватель находится в «зале суда» и не вмешивается в ход игры. Только после вынесения «приговора» при подведении итогов урока дает оценку подготовки студентов к игре. Затем он объявляет следующий этап урока - решение задач по теме «Трение», указывает цель выполнения этого этапа, номера задач для решения на уроке. Во время самостоятельного решения задач преподаватель консультирует студентов, а по окончании работы делает заключение по уроку, выставляет оценки.

Задание на дом может быть дано в индивидуальном порядке для тех, кто не справился с заданием на уроке.

4. Проблемные и игровые ситуации при изучении темы

Для будущих техников-механиков знание материала по этой теме имеет огромное значение. Сварные соединения во всех отраслях маши­ностроительного комплекса почти полностью вытеснили заклепочные сое­динения, ввиду большого экономического эффекта. Клеевые соединения в настоящее время получили широкое распространение во всех областях народного хозяйства для соединения самых различных материалов, кото­рые не поддаются сварке. Техник-механик должен хорошо знать их тех­нологию.

При изучении «Материаловедения» студенты уже получили опре­деленное количество знаний по сварным и клеевым соединениям. На учебной практике в сварочном цехе приобрели умения производить сва­рочные работы, закрепили теоретические знания. В разделе «Сопротивлении ма­териалов» при изучении тем «Растяжение и сжатие» и «Практические расчеты на срез и на смятие» студенты решали задачи на расчет прос­тейших сварных соединений встык.

По дисциплинам «Инженерная графика» и «Основы стандартизации , допуски и посадки» студенты познакомились с государственными стандартами на обозначения сварных соединений на чертежах. Студенты после изучения темы "Сварные и клеевые соединения" должны уметь выполнять провероч­ные расчеты сварных соединений встык и внахлестку при осевом нагружении соединяемых деталей и при этом уметь по справочникам выбирать допускаемое напряжение. Успех приобретения таких умений во многом бу­дет зависеть от уровня тех знании, которые они приобрели, изучая ма­тематику и основы информатики и вычислительной техники.

Умение производить расчеты на прочность сварных соединений в конкретных сборочных единицах пригодится студентам в дальнейшем при разработке конструктивной части дипломного проекта. Знания по свар­ным соединениям пригодятся студентам, облегчат им изучение многих тем по дисциплине «Техническое обслуживание и ремонт», помогут понять целесообразность сварных крупногабаритных конструкций, в частности, сварных зубчатых колес (при изучении темы «Зубчатые передачи»). Всем вышесказанным и объясняется важность изучения данной темы.

На изучении темы «Сварные и клеевые соединения» по программе отводится четыре часа. Материал изучается согласно программе в пол­ном объеме. Особенность данной темы заключается в том, что за срав­нительно короткий срок необходимо основательно изучить материал и приобрести умения по расчету сварных соединений с записью в долгов­ременной памяти, поэтому и желательно применение на уроках активных методов обучения, которые позволят осознанно приобрести студентам необходимый объем знаний и умений и обеспечить их прочность. Жела­тельно два часа, отведенные программой, использовать для изучения материала по теме, а два часа - на закрепление, обобщения, система­тизацию этих знаний и выработку умений.

Проведение урока данного типа имеет ряд общих особенностей. На этом уроке из всех звеньев обучения реализуются только восприятие, понимание и осмысление. Прежде чем перейти к изложению нового материала, преподаватель создает о разный психологический настрой: подчеркивает теоретическую и практическую значимость темы урока, ставит перед учащимися познавательные задачи, а если позволяет содержание материала - проблему, сообщает план изложения учебного материла. Объяснение нового материала целесообразно начать с актуализации опорных знаний, показать внутри - и межпредметные связи темы.

Центральная часть урока посвящается первичному восприятию учебного материала. Изложение должно отличаться строгой логической последовательностью, достаточностью фактов, раскрывающих действие того или иного закона.

Особенно важно при объяснении нового раскрыть взаимосвязи между основаниями и выводами, которые из них следуют.

В восприятии учащимися нового материала урока большую роль играют вопросы, которые преподаватель может поставить в ходе изложения. Они побуждают студентов следить за логикой изложения, вычленять главное, высказывать свои наблюдения, до­гадки, делать заключения, кратко формулировать вывод. Для акти­визации мыслительной деятельности хорошо использовать схемы, чертежи, опорные конспекты.

Успешность усвоения основного содержания учебного материа­ла необходимо выявить на этом же уроке, проанализировав ответы на вопросы, пересказ материала, приведенные студентами по тому или иному научному положению

Урок этого типа обладает большими реальными возможностями для развития и воспитания студентов, особенно если построен как проблемный.

Урок совершенствование знаний, выработки умений и навыков по теме «Сварные и клеевые соединения» необходимо проводить после изучения теоретического материала по данной теме. Главные дидактические цели в этом случае – повторение, обобщение, систематизация знаний.

Отличительные особенности этого типа урока состоят в следующем: во время их проведения повторяется суть основных научных понятий и наиболее существенных теоретических выводов, которые изучались в данной теме; устанавливаются различные связи между изучаемыми явлениями; классифицируются различные явления и события по разным признакам; оцениваются изученные явления на основе определенных критериев; используются методы и приемы обучения, способствующие формированию у студентов интеллектуальных умений; выполняются задания, требующие синтеза знаний под новым углом зрения, применения знаний в новых учебных и производственных ситуациях, отдается предпочтение задачам творческого характера.

В данном методическом докладе приводится методика проведения занятия по совершенствованию знаний, выработке умений и навыков используя деловую игру , и проведение различных конкурсов.

Деловая игра представляет собой управленческую имитационную игру, в ходе которой участники, имитируя деятельность того или иного лица, на основе данной ситуации принимают решения. Она направлена на развитие у студентов умений анализировать конкретные ситуации и принимать соответствующие решения. Во время игры развивается творческое мышление, а если это проводится в виде соревнования между командами внутри группы, то и вырабатывается дух коллективизма, ответственность за принятое решение перед командой.

В данном случае деловая игра носит вариативный характер, так как она содержит различные варианты заданий: это и перекрестный опрос, и решение задач, кроссвордов, проведения конкурсов. Все это делает урок более интересным для студентов, материал обобщается в игровой форме, носит соревновательный характер.

К началу урока (по заданию на прошлой уроке) известны названия обеих команд, девизы, выбраны капитаны, подготовлены по одному воп­росу каждой команде и по два - капитанам. Студенты должны были по задании вычертить (формат А4) карты эксперта по учету и оценки зна­ний и вывести их на видном месте, чтобы студентам сразу можно было видеть результаты свои и своей команды. Это необходимо для поддержа­ния духа соревнования, дружбы и соперничества.

Урок начинается с того, что преподаватель проводит проверку до­машнего задания: капитан каждой команды представляет себя, свою команду. Затем от каждой команды выбирается по два человека в экспер­ты, которые будут оценивать работу студентов. Эксперты с преподава­телем составляют жюри из 5 человек. Затем преподаватель напоминает тему урока и цель, создает начальную мотивацию познавательной дея­тельности студентов: «Сегодня мы проводим урок-конкурс между коман­дами («Стимул» и «Универсал») он будет состоять из следующих этапов:

Проверка конспектов по клеевым соединениям (дом. задание);

Устные ответы на вопросы преподавателя и на один вопрос другой команды;

Решение задач;

Решение кроссвордов;

Конкурс капитанов.

Ваша задача принимать активное участие в конкурсе, чтобы самим получить хорошую отметку и не подвести команду. Оценка будет прос­тавляться по количеству набранных баллов, которые эксперты будут проставлять в своей карте. Если количество баллов будет 10 оценка –«3»; 14 – «4»; 17 – «5».

Как будут проставляться баллы конкретно будет сказано на каждом этапе, но при этом будут учитываться: качество ответов, дополнения, рецензии на ответ. Оценки получат все, в той числе и эксперты. Ко­манде, набравшей большее количество баллов, присваивается звание «Команда-победительница», а студенту, набравшему большее количество баллов, - звание «Знаток неразъемных соединении». Если возникнут вопросы по организации урока, следует на них ответить.

Заключение

В данном методическом докладе рассматривается проведение уроков-семинаров игровыми методами.

Для изучения темы "Сварные и клеевые соединения" предлагаются методы игровых и проблемных ситуаций.

Методом ролевой игры предлагается изучить тему «Трение» в разделе «Статика».

Один из уроков разработан по методу «мозговой атаки». Этот метод способствует развитию динамичности мыслительной деятельности студентов.

Отдельные темы разделов «Статика» и «Сопротивление материалов» разработаны с применением опорных конспектов, где теоретический материал изображается в виде схем. При таком методе обучения студенты эффективнее усваивают полученную информацию и овладевают навыками мыслительной деятельности.

Рассматриваемые методы заинтересовали студентов, подняли их творческий потенциал и активность во время проведения занятия. Кроме того, подготовка таких занятий требовала от студентов самостоятельной работы не только во время занятий, но и во внеурочное время.

Около десяти лет использую рейтинговую систему контроля качества знаний при обучении студентов дисциплине "Техническая механика". Отработаны контрольные точки, оптимально продуманы задания и их рейтинг. Студенты вовлекаются в процесс постоянной работы, от урока к уроку. Только вовремя выполненные задания приносят максимальный результат и приближают каждого к успешному завершению изучения дисциплины. Довольны обучаемые, доволен преподаватель.

Скачать:

Предварительный просмотр:

Успешное развитие современного общества предполагает тесную взаимосвязь социально-экономического прогресса и постоянного совершенствования системы образования. Второй год СПО продолжает переход к обучению на основе новых федеральных государственных стандартов третьего поколения (ФГОС), отличительной особенностью которых является ориентированность на результаты обучения, на требования рынка труда. Подготовленный молодой специалист без особых проблем должен включаться в производственные и социальные процессы, продуктивно используя квалификацию, опыт и компетенции, полученные в ходе обучения. Система образования должна не только обеспечить усвоение учащимися определенного содержания образования, но – и это главное – создать условия для запуска механизмов самообразования, саморазвития, ответственности за свою деятельность. «Обучаемому должно быть возвращено право учиться», - утверждает В.А. Карсонов, и с ним нельзя не согласиться.

Успешность обучения во многом зависит от правильной организации контроля учебной деятельности. Проверка и оценивание «качества образования» - необходимое условие оптимизации процесса обучения.

Вопросам контроля обучения всегда уделялось значительное внимание. Это отражено в работах психологов Л.С. Выготского, А.Н. Леонтьевой, В.В. Давыдова и др. Методы и формы контроля знаний рассматриваются в трудах отечественных (Ю.К. Бабаненский, М.И. Зарецкий, В.М. Полонецкий, З.А. Решетова и др.) и зарубежных (А. Анастази, Н. Кронлунд, А. Хьюгс и др.) педагогов. На новом этапе развития образования оценивание качества подготовки обучающихся и выпускников осуществляется в двух основных направлениях: оценка уровня освоения дисциплин (МДК, профессиональных модулей) и оценка компетенций обучающихся.

Задачей каждого преподавателя становиться изучение и использование накопленного опыта, разработка и применение своих методов и форм контроля качества знаний. На протяжении многих лет я использую рейтинговую систему оценки качества знаний в преподавании дисциплины техническая механика. Это одна из наиболее популярных современных контролирующих технологий, которая позволяет интегрировано оценить все виды деятельности студентов, количественно охарактеризовать качество подготовки специалиста. Правильность моего выбора подтверждает положительная динамика роста успеваемости и качества знаний по традиционно сложной для студентов технической дисциплине. Опыт работы в данной системе, накопленный дидактический и методический материал, я использую при создании фонда оценочных средств по данной дисциплине.

Рейтинговая система, в отличие от 5-ти балльной, характеризуется интегральным характером оценки. Это позволяет мне рассматривать процесс обучения в динамике, сравнивать рейтинговые показатели различных студентов (групп) между собой в разные моменты времени, на разных модулях, анализировать достоинства и недостатки тех или иных нововведений, перестраиваться и прогнозировать будущие результаты.

Рейтинговая система отличается открытостью и гласностью. Это проявляется в том, что условия работы и оценивание качества знаний, умений и навыков доводится до сведения студентов заранее. Что также соответствует требованиям ФГОС СПО «к оцениванию качества освоения основной профессиональной образовательной программы» в том, что «конкретные формы и процедуры текущего контроля знаний, промежуточной аттестации по каждой дисциплине и профессиональному модулю разрабатывается образовательным учреждением самостоятельно и доводится до сведения обучающихся в течение первых двух месяцев от начала обучения». Я знакомлю группу с системой оценки качества знаний на первом занятии по дисциплине. Подробная информация о программе работы, перечень обязательных контрольных точек (мероприятий) и время их проведения, принцип рейтинга (минимальный и максимальный балл) по этим контрольным точкам, модулю, окончательный результат, способы получения дополнительных баллов и т.д. оформляются в виде Информационного листа (Памятки). Это вручается каждому студенту и вывешивается на информационный стенд. С первых занятий даю понять, что от добросовестного, ответственного, регулярного выполнения всех требований преподавателя зависит успешность итогового результата. Каждый студент получает возможность четко планировать свои достижения. Участвуя в работе по организации контроля всех видов: поэтапного, рубежного, итогового, видеть свои недостатки. Каждый может принять меры по улучшению своего рейтинга, например, выполнением самостоятельной работы более сложного уровня, решением задач повышенной сложности. У преподавателя есть возможность стимулировать труд каждого студента, его самостоятельную дополнительную работу по расширению и углублению знаний по предмету. Тем более что на самостоятельную работу студента по дисциплине (в ФГОС третьего поколения) отводится значительное время. Назначаю дополнительные баллы за досрочное выполнение заданий. Все эти договоренности, дополнительные условия могут меняться, корректироваться в зависимости от уровня подготовки группы, изменений условий работы в течении семестра и т.п.

Рейтинговая система имеет преимущества перед традиционной пятибалльной системой и с психологической стороны. Нет отрицательного момента, когда все делятся на «успевающих» и «неуспевающих». Опытный преподаватель знает, что количество «двоек» часто не стимулирует, а, наоборот порождает безразличие. Рейтинг-результат (даже небольшой) в конце каждой темы, раздела поощряет любое продвижение вперед! Здесь нет «плохих» оценок, даже малый ответ приносит свой балл, который идет в общую копилку.

Рейтинговая система контроля качества знаний позволяет создать условия, при которых получают удовлетворение от работы и учебы обе стороны учебного процесса. А окрыляющая сила успеха незамедлительно принесет свои положительные плоды!

Применение рейтинговой системы оценки качества знаний не требует изменения структуры учебного процесса и лучше всего сочетается с блочно-модульной системой обучения. Деление содержания учебной дисциплины на разделы и темы уже содержится в рабочей программе. Начинать разработку рейтинговых показателей необходимо с анализа имеющихся методических материалов по обеспечению контроля и определению основных контрольных точек.

Простота, доступность, очевидность (прежде всего для студента) и логичность – в первую очередь должны учитываться при выборе той или иной системы рейтинговых показателей. Перечень контрольных точек обязательно включает зачет, экзамен, отчет по практической работе, контрольную и самостоятельную работы, домашнее задание и другие мероприятия.

Разработка рейтингового показателя по каждой контрольной точке является для преподавателя самым ответственным и трудоемким процессом. Необходимо учитывать, прежде всего, уровень значимости каждой контрольной точки по ее вкладу в изучение темы, раздела и дисциплины в целом. Выбор многобалльной системы может быть любой и зависит от индивидуальности преподавателя. Рекомендуется не сильно увеличивать диапазон оценок и использовать, так называемый, «коэффициент значимости», (от 2 до 10 - для текущего контроля и до 25 – для итогового) т.е. все мероприятия ранжируются. Для определения нижних границ показателей оценки (минимальный балл) рекомендуется применение «коэффициента усвоения», в большинстве случаев - 0,7, хотя применяют от 0,4 до 1,0.

Устный ответ студента, работа у доски, технический диктант или выполнение индивидуального проверочного задания оценивается от 3 до 5 баллов;

Самостоятельные работы (небольшие проверочные задания во время урока) оцениваются от 5 до 10 баллов;

Домашние задания (письменные работы) – от 7 до 11 баллов;

Расчетно-графические задания (по вариантам) – от 18 до 30 баллов;

Практические работы – от 12 до 20 баллов;

Контрольная работа – от 15 до 25 баллов.

Кроме основных контрольных точек выставляются баллы за проверку тетрадей (6-10 баллов): учитываю ведение тетради и регулярное выполнение всех домашних заданий. Итоговая аттестация – экзамен - от 20 до 30 баллов.

Рейтинговая система позволяет активизировать внеаудиторную (самостоятельную) работу студентов: подготовка сообщений и рефератов, проектно-исследовательская работа, презентации, составление и решение кроссвордов, задач повышенной сложности, изготовление пособий и др. – оценивается соответствующими баллами. Баллы за самостоятельную работу могут составлять до 40% от количества баллов по данному модулю, что является хорошей мотивацией данной деятельности и позволяют лучшим образом оценивать сформированные компетенции.

Если студент пропустил контрольную точку по уважительной причине, то эта работа выполняется в дополнительное время и оценивается тем же количеством баллов. Пропуск контрольного мероприятия без уважительной причины штрафуется тем, что выполненная в дополнительное время работа оценивается по минимуму. Если контрольное мероприятие не выполнено (даже на минимальный балл) допускается повторное выполнение работы, но оценивается только по нижнему пределу.

На каждый модуль (раздел дисциплины) составляется карта учета рейтинговых показателей, в которой указывается общее количество баллов (от и до), все контрольные точки и соответствующие им баллы. В конце семестра результаты всех карт заносятся в общую карту по дисциплине (сводную по модулям), подводится итог (соответствующая колонка), затем идет колонка итоговой аттестации (экзамен, зачет) и итоговый рейтинг. Балльная система дает возможность студенту набрать такую общую сумму, что он может быть освобожден от экзамена (при соответствии оценке «отлично») или может улучшить свой результат при соответствии оценке «хорошо».

В многобальной шкале оценок, как и в пятибалльной, должны быть три характерные области: область неудовлетворительных оценок, которая должна занимать до 60% всей шкалы, область переходных оценок – приблизительно 10% и область хороших и отличных оценок – 30%. В зависимости от вида учебной деятельности, структуры модуля и т.д. максимальный балл может меняться, но процентное соотношение вышеперечисленных областей должно сохраняться.

Разработанная и применяемая мною рейтинговая система (наглядное ее проявление - карты учета рейтинговых показателей) позволяет легко и быстро (при некотором опыте) обобщить достижения каждого студента, сделать анализ успеваемости всей группы и каждого в отдельности, выявить недостатки, вовремя принять меры по изменению неблагоприятных ситуаций. Даже на начальной стадии применения данной системы контроля знаний очевидным становится повышение у студентов мотивации к учебной деятельности, желание учиться регулярно становится закономерным, отмечается осознанная заинтересованность в результатах своего труда.

Использование рейтинговой системы контроля качества знаний раскрывает перед преподавателем новые возможности по совершенствованию форм и содержания контрольных мероприятий. Рейтинг позволят реализовать в полной мере методическую функцию контроля: совершенствование работы самого преподавателя. Позволяет каждому из нас оценить методы преподавания, увидеть свои слабые и сильные стороны, выбрать оптимальные варианты обучающей деятельности.

Применение рейтинговой системы создает для преподавателя значительную дополнительную нагрузку. Это и определение «стоимости» рейтинговых показателей, выбор и составлении перечня контрольных точек, необходимость постоянно производить аттестацию студентов и регулярно подводить итоги, и, прежде всего, методическое обеспечение контроля по всем разделам и темам.

Текущий контроль обеспечивает регулярное управление учебной деятельностью, ее коррекцию, стимулирует постоянство интереса к познавательной активности. Это определяет формы и содержание контрольных мероприятий: фронтальный опрос, индивидуальные устные ответы дополняются домашними заданиями (письменно), самостоятельными работами (письменно, на 10 минут), тестовыми заданиями. Чтобы иметь достоверное представление об уровне усвоенного материала, задания должны быть многовариантными и разноуровневыми (реализовывая личностно-ориентированный подход). Безусловно, это дополнительная методическая работа и нагрузка при проверке работ.

Рубежный контроль позволяет определить качество изучения студентами учебного материала по разделам и темам и способность применять полученные умения и навыки при выполнении практических заданий. Этот вид контроля я организовываю, применяя контрольные работы среднего уровня (до 15 баллов) и повышенной сложности (до 25 баллов). Нельзя не сказать и о воспитательном значении этого момента: студенты учатся реально оценивать свои возможности, принимать ответственные решения, развивать самокритику, делать правильные выводы на будущее.

Итоговый контроль, направленный на проверку конечных результатов обучения - это экзамен, который состоит из тестовой и практической части (также разноуровневой). Все перечисленные методы, и формы контроля, и соответствующее им методическое обеспечение отражается в КОС по данной дисциплине.

Рейтинговая система контроля качества знаний «живая», поддающаяся изменениям система. Это заставляет преподавателя быть постоянно в поиске, совершенствовать формы и методы контрольных мероприятий, корректировать методический материал (увеличивая варианты, вводя задания различной сложности, разрабатывая дополнительные задания, задачи повышенной сложности и т.д.), иногда пересматривать саму методику преподавания, изучать накопленный опыт коллег. Это стимулирует творческую активность преподавателя, способствует его профессиональному росту и благоприятно влияет на процесс обучения в целом.

Применение рейтинговой системы оценки качества знаний позволяет с большей объективностью судить о реальных достижениях каждого студента. Рейтинг - индивидуальный интегрированный числовой показатель заставляет каждого работать на конечный результат. Начиная с невысоких баллов за устный ответ, за работу на уроке, обучаемый постепенно втягивается в систематическую, добросовестную работу от занятия к занятию. Не набрал баллы сегодня (или набрал не высокий балл), можно исправить положение на последующих уроках. Рефлексия дает возможность получить лучший результат: выбрать более сложное задание, тщательнее подготовившись к контрольной точке и т.п.

Контроль качества знаний с помощью рейтинга позволяет максимально учитывать индивидуально-психологические особенности студента как личности.

• стимулировать систематическую работу студента;
• самому студенту прогнозировать поэтапно оценки своей работы и видеть состояние своих дел в любой момент времени;
• воспитывать ответственность, добросовестность и дисциплинированность;
• объективно и гибко оценивать знания;
• вовремя производить корректировку;
• совершенствовать комплексное учебно-методическое обеспечение предмета.

Литература

1. ФГОС СПО - III
2. Выготский Л.С. Педагогическая психология – М., 1991
3. Звонников В.И., Челышкова М.Б. Контроль качества обучения при аттестации: компетентностный подход: учебное пособие. М., 2009
4. Звонников В.И., Челышкова М.Б. Современные средства оценивания результатов обучения. М., 2009
5. Карсонов В.А. Педагогические технологии в образовании – Саратов, 2001
6. Сосонко В.Е. Контроль учебной деятельности студентов в средних специальных учебных заведениях с применением рейтинговой системы – НМЦ СПО, 1998
7. Сосонко В.Е. Организация контроля усвоения учебной деятельности с применением рейтинговых показателей – НМЦ СПО – М, 1998
8. Карчина О.И. Использование элементов рейтинговой системы в образовательном процессе – СПО № 2, 2001
9. Кузнецова Л.М. Рейтинговая система контроля знаний – Специалист № 4, 2006
10. Орлов Н.Ф. Блочно – модульная система (из опыта работы) – Специалист № 6, 2006
11. Пастухова И.П. Методическое обеспечение проектирования контрольно-оценочных средств по дисциплине. СПО №10, 2012
12. Семушина Л.Г. Рекомендации по внедрению современных технологий обучения – Специалист № 9, № 10, 2005

Задачи, легкие или сложные, хорошие или не очень, требующие решения, преследуют любое живое биологическое существо постоянно. Часто в разговорах, в спорах, в размышлениях я вспоминаю следующую ситуацию из детства: кошка нашла по жалобному мяуканью котенка, провалившегося за ящик. Расстояния были не более 70мм между ящиком и стеной с двух граней, между ящиком и основанием, остальные грани свободные. Мгновенно сообразив, кошка распласталась, полезла под ящик, прихватив одной лапой детеныша-неудачника, вытащила котенка. Затем легла на бок, положила котенка на лапы, а верхними лапами била непослушного, на что наказуемый, мяукая, просил прощения (жаль, что бумага не изображает звука). Пример приведен мною для доказательства, что жизнь сама заставляет творчески (креативно) мыслить любое биологическое существо, потому что надо жить и выжить не толькобиологической (социальной) единице, но и ее потомству (государству).

Человеческая деятельность всегда требовала творческого мышления. Анализируя свое окружение, человечество изучило колоссальное число систем, нашло множество связей между системой и ее надсистемой, наднадсистемой, подсистемой, подподсистемой и т.д. и изобрело множество методик решения сложных и хороших задач, объединенных в настоящее время в единую теорию решения изобретательских задач (ТРИЗ). Ее разработка и распространение связаны с именем инженера-изобретателя, писателя-фантаста Г. С. Альтшуллера

ТРИЗ развивает системный и диалектический образ мышления, применимый к любым жизненным ситуациям. ТРИЗ - это наука о творчестве. Основным теоретическим положением ТРИЗ является утверждение, что технические системы развиваются по объективным, познаваемым законам, которые выявляются путем изучения больших массивов научно-технической информации и истории техники.

Основными особенностями ТРИЗ являются: использование закономерностей развития систем; выявление и разрешение противоречий, возникающих при развитии систем; систематизация различных видов психологической инерции; использование методов ее преодоления, развитие многоэкранного (системного) стиля мышления, использование специальных системных операторов, методика поиска ресурсов (вещественных, энергетических, информационных и др.), структурирование информации о проблемной ситуации, специальное информационно-методическое обеспечение.

В статье описан пример использования методов ТРИЗ Г. С. Альтшуллера в обучении студентов технической механике. Тренинг как интенсивное обучение с практической направленностью был выбран в качестве технологии проведения занятия. Структура тренинга включает в себя блоки, реализующие цели занятия, адекватные целям креативного образования в целом .

Блок 1. Мотивация. К инженеру завода, выпускающего мини-тракторы, после сдачи стандартных тестовых заданий на профессиональную пригодность, пришли на собеседование трое молодых претендентов, получивших одинаковое количество высоких баллов. К счастью или к несчастью, оказалось, что трое молодых людей оказались знакомы друг с другом. Сославшись на вызов управляющего на один час, инженер попросил претендентов (по желанию) помочь решить одну проблему, результат которого будет влиять на прием одного из претендентов на очень высокооплачиваемую работу. Проблема состояла в следующем: перед входом в высотное здание, где находился административный блок предприятия, требовалось установить макет мини-трактора. Вес мини-трактора 1200 кг. Принимается любое техническое решение данной проблемы.

Покажите хоть одного человека (даже лен-н-н-нивого), не желающего работать с высокой зарплатой?

Задача - проблема есть и каждый студент (претендент) на занятии ищет свой алгоритм решения задачи, используя свой уровень творческого мышления. Начинаем творить чудеса. Думаем и творим, творим и думаем. Системное мышление, строго учитывающее все положения системного подхода - всесторонность, взаимоувязанность, целостность, многоаспектность, учитывающее влияние всех значимых для данного рассмотрения систем и связей нерасчлененного, синкретического мышления. С точки зрения системного подхода объекты, входящие в данную систему, должны рассматриваться и сами по себе, и в связи со многими объектами и явлениями. Достаточно выделить только наиболее устойчивые связи, непосредственно и значительно влияющие на решение поставленной задачи и поддающиеся реальной оценке.

Задача преподавателя, заключается в поддержке и развитии творческого мышления, в преодолении психологических барьеров у студентов, в умелом применении методов научного творчества. Формулирую ненавязчиво вопросы - подсказки: «Обозначить в решаемой задаче надсистему - систему - подсистему»; «Какие функции несут надсистема - система - подсистема?»; «Что требуется изменить для решения задачи: надсистему - систему - подсистему и как это сделать?» и т.д. Итогом этого блока должны быть идеи студентов для решения поставленной задачи в любой форме: выполнение эскизов, выявление и разрешение противоречий, возникающих при развитии системы. Наблюдаю, помогаю без афиширования, даю возможность на негласную подсказку продолжением занятия.

Блок 2. Содержательная часть 1. Основание для установки макета мини - трактора, допустим, был утвержден со сверх-эффектом: в пространство основания было решено ставить велосипеды сотрудников (сообразительным подсказка). В ходе конструирования был принят вариант, где несущие элементы работали на сжатие.

Сжатием называется такой вид нагружения, при котором в сечении бруса возникает только один внутренний силовой фактор - продольная сила, обозначается буквой N, размерность в ньютонах,Н. Нормальным напряжением называется продольная сила, приходящаяся на единицу площади, обозначается буквой σ (сигма), размерность в ньютонах на квадратный миллиметр, Н/мм 2 .

Условие прочности при сжатии:

σ = N/А ≤ | σ |;

где σ - расчетное напряжение, Н/мм 2 ;

N - сжимающая продольная сила, Н;

А - площадь поперечного сечения, мм 2 ;

| σ | - допускаемое напряжение материала, Н/мм 2 .

Суть сжатия или растяжения: действуя на брус вдоль продольной оси, проходящей через центр тяжести поперечного сечения бруса, внешняя сила - действие вызывает противодействие - внутренний силовой фактор, названной продольной силой N. Значит, внутренний силовой фактор - это сила, возникающая в самом материале только от действия внешней силы. Разнообразие материалов в природе подтверждается их внутренним строением, различными силами притяжения и отталкивания молекул вещества.

Совсем маленькая стартовая площадка для творческого мышления при расчете на сжатие: определение площади поперечного сечения и подбор материала детали.

В вышеуказанном теоретическом материале доминирует инерция привычных, специальных терминов.

Из условия прочности находим требуемую площадь поперечного сечения, приравняв расчетное напряжение допускаемому напряжению материала:

А тр = N/ | σ |;

Допустим А тр = 18 см 2 .

Требуется определить стойку из стандартных металлических профилей: швеллера, балки двутавровой и уголка равнополочного.

По ГОСТ 8240-89 «Швеллеры» подбираем швеллер № 16 с площадью поперечного сечения равным А=18,1 см 2 , что больше А тр = 18 см 2 .

По ГОСТ 8239-89 «Балки двутавровые» подбираем балку двутавровую № 16 с площадью поперечного сечения равным А=20,2см 2 ,что больше А тр = 18 см 2 .

По ГОСТ 8509-89 «Сталь прокатная уголки равнополочные» подбираем уголок равнополочный № 10 с площадью поперечного сечения равным А=19,24см 2 ,что больше А тр = 18 см 2 .

Какой вариант самый экономичный? Почему? (Экономичным вариантом будет вариант стойки из швеллера № 16).

Блок 3. Интеллектуальная разминка.
1. Прочитав стихотворение, определить время года

Молчание текло,

Прошел страстей накал,

И солнце не пекло,

И горек запах трав,

Забвение пришло. (Осень).
2. «Она пошла - ее съели» - что или кто это? (Шахматная пешка).
3. Давайте будем устраиваться на работу. Пришел инженер и готов внимательно выслушать ваши решения поставленной проблемы. Условия следующие: объяснять жестами и говорить, свернув губы вовнутрь рта. Пробуем объяснить друг другу.

Блок 4. Содержательная часть 2. Основание для установки макета мини - трактора был утвержден со сверх-эффектом: в пространство основания было решено запроектировать киоск продажи периодической печати. В ходе конструирования был принят вариант, где несущие элементы работали на продольный изгиб (сжатие с изгибом).

Суть продольного изгиба в следующем: действуя на стержень вдоль продольной оси, проходящей через центр тяжести поперечного сечения стержня, внешняя сила одновременно сжимает и изгибает стержень. Условие устойчивости сводится к определению критической силы:

где F - сжимающая сила, Н;

Fкр - критическая сила, Н;

|s| - допускаемый коэффициент запаса прочности

Наибольшее значение сжимающей силы, при которой прямолинейная форма стержня сохраняет устойчивость, называется критической силой.

Методика решения задач на устойчивость стержней большой гибкости была предложена математиком Л. Эйлером в 1744 году. Дополнения внес Ф. О. Ясинский для расчета стержней средней гибкости.

В вышеуказанном теоретическом материале также доминирует инерция привычных, специальных терминов.

Блок 5. Головоломка. Каждый группа из 6-10 студентов, предварительно проанализировав и смоделировав систему, предлагают общую модель через основные шаги моделирования:

а) понять задачу;

б) понять работу системы и определить части (подсистемы), участвующие в выполнении Главной функции;

в) определить связи между этими частями.

Для принятия модели используем мозговой штурм - метод активизации творческого мышления, основанного:

а) на групповом выдвижении альтернативных идей с их оценкой и развитием скрытых в них возможностей;

б) на предположении, что при обычных условиях обсуждения и решения проблем возникновению творческих идей препятствуют контрольные механизмы сознания, которые сковывают поток идей под давлением различных видов психологической инерции.

При проведении мозгового штурма ведущий - я соблюдаю правила подготовительного и, особенно, генерующего этапа:

а) запрет критики;

б) запрет обоснования выдвигаемых идей;

в) поощрение всех идей, даже нереальных и фантастических.

При проведении мозгового штурма использую специальные приемы активизации мышления: списки наводящих вопросов, расчленение, простое изложение, неожиданные ассоциации, освобождение от терминологии.

Блок 6. Компьютерная интеллектуальная разминка. После коллективного обсуждения поставленной задачи прошу перейти к компьютерам и перенести принятый вариант персонально на компьютер (наличие Интернета обязательно).

Блок 7. Резюме. Продолжим коллективно предложение: «Инженер завода возьмет на работу такого работника, который...». Обсуждаем самые креативные варианты, выбранные голосованием и варианты самовыдвиженцев.

Кому понравилось занятие, тот поднимает карточку с улыбающейся рожицей, посчитали. Подведем итоги.

В ходе нашей опытно-экспериментальной работы выявлено положительное влияние предложенных адаптированных методов научного творчества на профессиональные компетенции обучающихся, в части на развитие креативности. Это позволяет говорить о необходимости дальнейшей работы по адаптации методов научного творчества для преподавания технической механики.

1. Зиновкина М. М., Утёмов В. В. Структура креативного урока по развитию творческой личности учащихся в педагогической системе НФТМ-ТРИЗ // Современные научные исследования. Выпуск 1. - Концепт. - 2013. - ART 53572. - URL: http://e-koncept.ru/article/964/ - Гос. рег. Эл № ФС 77- 49965. - ISSN 2304-120X.
2. Утёмов В. В. Адаптированные методы научного творчества в обучении математике // Концепт: научно-методический электронный журнал. - 2012. - № 7 (июль). - ART 12095. - 0,5 п. л. - URL: http://www.covenok.ru/koncept/2012/12095.htm. - Гос. рег. Эл № ФС 77-49965. - ISSN 2304-120X

Musina Maira Saitovna,

[email protected]

Adapted methods of scientific work in the training of technical mechanics.

Annotation. The article considers the training of creative thinking in the training of technical mechanics. The author describes the methods of scientific creativity theory of inventive problem solving is given block description of one of the sessions of the training.

Key words: theory of inventive problem solving, systems thinking, creativity, mental inertia, brainstorming.

Министерство образования и науки Челябинской области

Пластовский технологический филиал

ГБПОУ «Копейский политехнический колледж им. С.В. Хохрякова»

МЕТОДИЧЕСКАЯ РАЗРАБОТКА

учебного кейса

для проведения занятия

по теме «КРУЧЕНИЕ»

по дисциплине

«Техническая механика»

Разработчик: Ю.В. Тимофеева, преподаватель Пластовского технологического филиала ГБПОУ «КПК»

Учебный кейс предназначен для организации самостоятельной аудиторной работы обучающихся по заявленному профилю. Содержит как теоретические сведения, так и практический материал для формирования общих и профессиональных компетенций.

Пояснительная записка

Практические занятия дисциплины «Техническая механика» направлены на формирование общих и профессиональных компетенций обучающихся.

При проведении практических занятий используются современные образовательные технологии, а именно технология кейс-метода. Кейс-метод позволяет заинтересовать обучающихся в изучении предмета, способствует формирования общих и профессиональных компетенций, сбора, обработки и анализа информации, характеризующей различные ситуации. Технология работы с кейсом в учебном процессе включает в себя индивидуальную самостоятельную работу обучающихся с материалами кейса, работу в малых группах по согласованию видения ключевой проблемы и ее решений, а также презентацию и экспертизу результатов малых групп на общей дискуссии в рамках учебной группы.

Практические занятия с использованием кейс-метода развивают такие профессионально значимые качества, как самостоятельность, ответственность, точность, творческую инициативу, исследовательские умения (наблюдать, сравнивать, анализировать, устанавливать зависимость, делать выводы и обобщения).

Необходимыми структурными элементами практических занятий, помимо самостоятельной деятельности обучающихся, является инструктаж, проводимый преподавателем, а также организация обсуждения итогов выполнения заданий. Выполнению практических занятий предшествует проверка знаний обучающихся – их теоретической готовности к выполнению заданий.

К каждому практическому занятию разработана подробная инструкция для обучающихся, в которой указан порядок необходимых действий, а также тестовые контрольные вопросы.

Основная позиция обучаемого в учебном процессе – активно – деятельностная, субъектная – включает в себя самостоятельный поиск, принятие решений, оценочную деятельность.

Основная позиция преподавателя – руководитель и партнер по выполнению практических заданий.

Отчеты практических занятиях обучающиеся оформляют в специальных папках для практических работ.

Анализ конкретных учебных ситуаций (case study) - метод обучения, предназначенный для совершенствования навыков и получения опыта в следующих областях: выявление, отбор и решение проблем; работа с информацией - осмысление значения деталей, описанных в ситуации; анализ и синтез информации и аргументов; работа с предположениями и заключениями; оценка альтернатив; принятие решений; слушание и понимание других людей - навыки групповой работы.

Долгоруков А. Метод case-study как современная технология профессионально-ориентированного обучения

Метод case-study или метод конкретных ситуаций (от английского case – случай, ситуация) – метод активного проблемно-ситуационного анализа, основанный на обучении путем решения конкретных задач – ситуаций (решение кейсов).

Метод конкретных ситуаций (метод case-study) относится к неигровым имитационным активным методам обучения.

Непосредственная цель метода case-study – совместными усилиями группы студентов проанализировать ситуацию – case, возникающую при конкретном положении дел, и выработать практическое решение; окончание процесса – оценка предложенных алгоритмов и выбор лучшего в контексте поставленной проблемы.

Общие и профессиональные компетенции, формируемые в учебном кейсе:

ОК 1. Понимать сущность и социальную значимость своей будущей профессии, проявлять к ней устойчивый интерес.

ОК 2. Организовывать собственную деятельность, выбирая типовые методы и способы выполнения профессиональных задач, оценивать их эффективность и качество.

ОК 3. Принимать решения в стандартных и нестандартных ситуациях и нести за них ответственность.

ОК 4. Осуществлять поиск и использование информации, необходимой для эффективного выполнения профессиональных задач, профессионального и личностного развития.

ОК 5. Использовать информационно – коммуникационные технологии в профессиональной деятельности.

ОК 6. Работать в коллективе и в команде, эффективно общаться с коллегами, руководством, потребителями.

ОК 7. Брать на себя ответственность за работу членов команды (подчиненных), за результат выполнения задания.

ОК 8. Самостоятельно определять задачи профессионального и личностного развития, заниматься самообразованием, осознанно планировать повышение квалификации.

ОК 9. Ориентироваться в условиях частой смены технологии в профессиональной деятельности.

ПК1.2 Контролировать работу основных машин, механизмов и оборудования в соответствии с паспортными характеристиками и заданным технологическим режимом

ПК 1.3 Обеспечивать работу транспортного оборудования

ПК 1.4 Обеспечивать контроль ведения процессов производственного обслуживания

ПК 1.5 Вести техническую и технологическую документацию

ПК 1.6 Контролировать и анализировать качество исходного сырья и продуктов обогащения.

ПК 2.1 Контролировать выполнение требований отраслевых норм, инструкций и правил безопасности при ведении технологического процесса

ПК 2.4 Организовывать и осуществлять производственный контроль соблюдения требований промышленной безопасности и охраны труда на участке.

Тема : «»

Тип урока : комбинированный.

Вид урока : практическое занятие.

Обучающийся должен знать : что такое «кручение», «эпюра», правила знаков, взаимосвязь условия рационального расположения шкивов на валу и степени нагруженности вала.

Обучающийся должен уметь : используя метод сечений, производить расчет вала на прочность и жесткость при кручении, строить эпюры крутящих и уравновешивающих моментов при кручении вала и рационально располагать шкивы на валу.

Цели урока :

- образовательная цель : организовать деятельность обучающихся по закрепление знаний, умений и навыков в построении эпюр крутящих и уравновешивающих моментов при кручении вала и рационально располагать шкивы на валу;

- воспитательная цель : создать условия, обеспечивающие воспитание интереса к будущей специальности;

- развивающая цель : способствовать развитию умений обучающихся проводить анализ, сравнения, делать необходимые выводы.

Оснащение :

1. компьютер;

   проектор;

   учебный кейс;

   презентация;

   методическая разработка практического занятия.

Макроструктура урока :

Организационный этап (приветствие, перекличка)

Мотивация. Чтобы выполнить расчет на прочность и жесткость при кручении вала, следует уметь: производить расчет вала на прочность и жесткость, строить эпюры. Это позволяет выявлять рациональное расположение шкивов на валу. Практическое занятие предполагает возможность закрепления знаний и умений в вопросе построения эпюр крутящих и уравновешивающих моментов.

Актуализация опорных знаний и умений . В теоретическом обосновании практического занятия обучающимся предлагается при работе с учебным кейсом составить опорный конспект, ответить на вопросы теста. Далее следует тренировка в построении эпюр в группах. Затем обучающиеся получают индивидуальное задание.

Закрепление и применение знаний . Выполнение индивидуальных заданий.

Контроль и коррекция. Проверка построенных на данный момент занятия эпюр под руководством преподавателя. Тем, кто желает, предлагается поменяться тетрадями. С учетом найденных ошибок, следует коррекция эпюр.

Анализ. Построение эпюр завершается выявлением рационального расположения шкивов на валу.

Информация о домашнем задании (обучающимся предлагается закончить практическую работу).

Теория

Кручение. Внутренние силовые факторы при кручении. Построение эпюр крутящих моментов

Иметь представление о деформациях при кручении, о внутрен­них силовых факторах при кручении.

Уметь строить эпюры крутящих моментов.

Деформации при кручении

Кручение круглого бруса происходит при нагружении его па­рами сил с моментами в плоскостях, перпендикулярных продольной оси. При этом образующие бруса искривляются и разворачиваются на угол γ, называемый углом сдвига (угол поворота образующей). Поперечные сечения разворачиваются на угол φ, называемый углом закручивания (угол поворота сечения, рис. 1).

Длина бруса и размеры поперечного сечения прикручении не изменяются.

Связь между угловыми деформациями определяется соотношением

l - длина бруса; R - радиус сечения.

Длина бруса значительно больше радиуса сечения, следователь­но, φ ≥ γ

Угловые деформации при кручении рассчитываются в радиа­нах.

Гипотезы при кручении

Выполняется гипотеза плоских сечений: поперечное сечение бруса, плоское и перпендикулярное продольной оси, после деформа­ции остается плоским и перпендикулярным продольной оси.

Радиус, проведенный из центра поперечного сечения бруса, после деформации остается прямой линией (не искривляется).

Расстояние между поперечными сечениями после деформации не меняется. Ось бруса не искривляется, диаметры поперечных се­чений не меняются.

Внутренние силовые факторы при кручении

Кручением - называется нагружение, при котором в поперечном сечении бруса возникает только один внутренний силовой фактор - крутящий момент.

Внешними нагрузками также являются две противоположно на­правленные пары сил.

Рассмотрим внутренние силовые факторы при кручении круг­лого бруса (рис. 1).

Для этого рассечем брус плоскостью I и рассмотрим равновесие отсеченной части (рис. 1а). Сечение рассматриваем со стороны отброшенной части.

Внешний момент пары сил разворачивает участок бруса про­тив часовой стрелки, внутренние силы упругости сопротивляются повороту. В каждой точке сечения возникает поперечная сила dQ (рис. 1б). Каждая точка сечения имеет симметричную, где возни­кает поперечная сила, направленная в обратную сторону. Эти силы образуют пару с моментом d т = pdQ; р - расстояние от точки до центра сечения. Сумма поперечных сил в сечении равна нулю:ΣdQ = 0

С помощью интегрирования получим суммарный момент сил упругости, называемый крутящим моментом:

Практически крутящий момент определяется из условия равно­весия отсеченной части бруса.

Крутящий момент в сечении равен сумме моментов внешних сил, действующих на отсеченную часть (рис. 1в):

Σ т г = 0, т. е. -т + М г = 0; М г = т = М к.

Эпюры крутящих моментов

Крутящие моменты могут меняться вдоль оси бруса. После определения величин моментов по сечениям строим график-эпюру крутящих моментов вдоль оси бруса.

Крутящий момент считаем положительным, если моменты внешних пар сил направлены по часовой стрелке, в этом случае мо­мент внутренних сил упругости направлен против часовой стрелки (рис. 2).

Порядок построения эпюры моментов аналоги­чен построению эпюр про­дольных сил. Ось эпюры параллельна оси бруса, значения моментов откла­дывают от оси вверх или вниз, масштаб построе­ния выдерживать обяза­тельно.

Кручение. Напряжения и деформации при кручении

Иметь представление о напряжении и деформациях при круче­нии, о моменте сопротивления при кручении.

Знать формулы для расчета напряжений в точке поперечного сечения, закон Гука при кручении.

Уметь выполнять проектировочные и проверочные расчеты круглого бруса.

Напряжения при кручении

Проводим на поверхности бру­са сетку из продольных и попе­речных линий и рассмотрим рису­нок, образовавшийся на поверхно­сти после деформации (рис. 1а). Поперечные окружности, оставаясь плоскими, поворачиваются на угол φ, продольные линии искривляют­ся, прямоугольники превращают­ся в параллелограммы. Рассмотрим элемент бруса 1234 после деформа­ции.

При выводе формул используем закон Гука при сдвиге и гипотезу плоских сечений и неискривления радиусов поперечных сечений.

При кручении возникает напряженное состояние, называемое «чистый сдвиг» (рис. 1б).

При сдвиге на боковой поверхности элемента 1234 возникают касательные напряжения, равные по величине (рис. 1в), элемент деформируется (рис. 1г).

Материал подчиняется закону Гука. Касательное напряжение пропорционально углу сдвига.

Закон Гука при сдвиге г = Gγ, G - модуль упругости при сдвиге, Н/мм 2 ; γ - угол сдвига, рад.

Напряжение в любой точке поперечного сечения

Рассмотрим поперечное сечение круглого бруса. Под действием внешнего момента в ка­ждой точке поперечного сечения возникают силы упругости dQ (рис. 2).

где г - касательное напряжение; dА - элемен­тарная площадка.

В силу симметрии сечения силы dQ образуют пары.

Элементарный момент силы dQ относительно центра круга

где р - расстояние от точки до центра круга.

Суммарный момент сил упругости получаем сложением (инте­грированием) элементарных моментов:

После преобразования получим формулу для определения напря­жений в точке поперечного сечения:

При р = 0 r к = 0; касательное напряжение при кручении про­порционально расстоянию от точки до центра сечения. Полученный интеграл J р называется полярным моментом инерции сечения. J р является геометрической характеристикой сечения при кручении. Она характеризует сопротивление сечения скручиванию.

Анализ полученной формулы для J р показывает, что слои, рас­положенные дальше от центра, испытывают большие напряжения.

Эпюра распределения касательных напряжений при кручении (рис. 3)

Рис. 7

Максимальные напряжения при кручении

Из формулы для определения напряжений и эпюры распределе­ния касательных напряжений при кручении видно, что максималь­ные напряжения возникают на поверхности.

Определим максимальное напряжение, учитывая, что p max = = d /2, где d - диаметр бруса круглого сечения.

Для круглого сечения полярный момент инерции рассчитыва­ется по формуле.

Максимальное напряжение возникает на поверхности, поэтому

Обычно J р /р тах обозначают W р и называют моментом сопро­тивления при кручении, или полярным моментом сопротивления сечения

Таким образом, для расчета максимального напряжения на по­верхности круглого бруса получаем формулу

Для круглого сечения

Для кольцевого сечения

Условие прочности при кручении Разрушение бруса при кручении происходит с поверхности, при расчете на прочность используют условие прочности

где допускаемое напряжение кручения.

Виды расчетов на прочность

Существует три вида расчетов на прочность:

1. Проектировочный расчет - определяется диаметр бруса (вала) в опасном сечении:

2. Проверочный расчет - проверяется выполнение условия

прочности

3. Определение нагрузочной способности (максимального

крутящего момента)

Расчет на жесткость

При расчете на жесткость определяется деформация и сравни­вается с допускаемой. Рассмотрим деформацию круглого бруса над действием внешней пары сил с моментом т (рис. 4).

При кручении деформация оце­нивается углом закручивания:

Здесь φ - угол закручивания; γ - угол сдвига; l - длина бруса; R - радиус; R = d /2. Откуда

Закон Гука имеет вид r к = Gγ.Подставим выражение для γ, получим

используем

Произведение GJ р называют жесткостью сечения.

Модуль упругости можно определить как G = 0,4E. Для стали G = 0,8 10 5 МПа.

Обычно рассчитывается угол закручивания, приходящийся на один метр длины бруса (вала) φо.

Условие жесткости при кручении можно записать в виде

где φ 0 - относительный угол закручивания, φ 0 = φ/ l ,

[ φ 0 ]= 1град/м = 0,02рад/м - допускаемый относительный угол закручивания.

Ответьте на вопросы тестового задания.

Тест Кручение

1. Какими буквами принято обозначать деформацию при кручении?
2. Выбрать пропущенную величину в за­коне Гука при сдвиге
3. Как распределяется напряжение в попе­речном сечении бруса при кручении?
4. Как изменится максимальное напряжение в сечении при кручении, если диаметр бруса уменьшится в 3 раза?	Уменьшится в 3 раза
	Уменьшится в 9 раз
	Увеличится в 9 раз
	Увеличится в 27 раз
5. Образец диаметром 40 мм разрушился при крутящем моменте 230 Н-м. Определить разрушающее напряжение.

Пример решения

Расчет вала на прочность и жесткость при кручении .

Для стального вала круглого поперечного сечения постоянного по длине, показанного на рисунке 6, требуется:

1) определить значения моментов М 2 , М 3 , соответствующие передаваемым мощностям Р 2 , Р 3 , а также уравновешивающий момент М 1 ;

2) построить эпюру крутящих моментов и определить рациональность расположения шкивов на валу;

3) определить требуемый диаметр вала из расчетов на прочность и

жесткость, если: = 30 МПа; [φ 0 ] = 0,02 рад/м; w = 20 с -1 ; Р 2 =52 кВт; Р 3 =50 кВт; G = 8 × 10 4 МПа.

1. Определяем величины скручивающих моментов М 2 и М 3

;

.

2. Определяем уравновешивающий момент М 1

SМ z = 0; - М 1 + М 2 + М 3 =0;

М 1 = М 2 + М 3 ; М 1 = 2600 + 2500 = 5100 Н м;

3. Строим эпюру М z в соответствии с рисунком 6, определить рациональность расположения шкивов на валу.

Рисунок 10

4 . Определяем диаметр вала для опасного участка, из условий прочности и жесткости (М z ma х = 5100 Н м).

Из условия прочности

.

Из условия жесткости

= 75,5 мм

Требуемый диаметр вала получился больше из расчета на прочность, поэтому его принимаем как окончательный: d = 96 мм.

Задание для групп

Для стального вала постоянного поперечного сечения требуется определить значения моментов М 1 , М 2 и М 3 , а также уравновешивающий момент М 0 ; построить эпюры крутящих моментов и рациональность расположения шкивов на валу; определить требуемый диаметр вала из расчетов на прочность и жесткость, если = 20 МПа;

[φ 0 ]= 0,02 рад / м; w = 30 с -1 ; G = 8 × 10 4 МПа.

Данные взять из таблицы 1 и в соответствии с рисунком 11.

Окончательное значение диаметра округлить до ближайшего четного (или оканчивающего на пять) числа.

Таблица 1 - Исходные данные

Мощность, кВт

Задание для самостоятельного практического занятия №8

Для стального вала постоянного поперечного сечения в соответствии с рисунком 12:

Определить значения моментов М 1 , М 2 , М 3 , М 4 ;

Определить диаметр вала из расчетов на прочность и жесткость.

Принять [τ k ] = 30 МПа, [φ 0 ] = 0,02 рад / м.

Данные своего варианта взять из таблицы 2.

Окончательно принимаемое значение диаметра вала должно быть округлено до ближайшего большего четного или оканчивающегося на пять числа.

Рисунок 12 Схемы для выполнения практического занятия №8

Таблица 2 – Данные для выполнения самостоятельного практического занятия №8

в оответствии с рисунком 8		Мощность, кВт				Угловая скорость, с -1

Литература:

Эрдеди А. А., Эрдеди Н. А. Теоретическая механика. Сопротивление материалов. – М.: Высшая школа, Академия, 2001. – 318с.

Олофинская В. П. Техническая механика. – М.: Форум, 2011. – 349с

Аркуша А. И.Техническая механика. – М.: Высшая школа, 1998. - 351с.

Вереина Л. И., Краснов М. М. Основы технической механики. – М.: «Академия», 2007. – 79с.