close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Профессиональная направленность обучения физике студентов технических вузов Вьетнама

код для вставкиСкачать
На правах рукописи
БУЙ ЗАНЬ ХАО
ПРОФЕССИОНАЛЬНАЯ НАПРАВЛЕННОСТЬ ОБУЧЕНИЯ ФИЗИКЕ
СТУДЕНТОВ ТЕХНИЧЕСКИХ ВУЗОВ ВЬЕТНАМА
cпециальность 13.00.02 - теория и методика обучения и воспитания
(физика)
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени
кандидата педагогических наук
Москва – 2018
Работа выполнена в ФГБОУ ВО «Московский педагогический государственный
университет», Институт физики, технологии и информационных систем, кафедра
теории и методики обучения физике им. А.В. Пёрышкина
Научный руководитель:
Пурышева Наталия Сергеевна
доктор педагогических наук, профессор
Официальные
оппоненты:
Масленникова Людмила Васильевна
доктор педагогических наук, профессор, ФГБОУ
ВО «Национальный исследовательский Мордовский государственный университет имени Н.П.
Огарева» (г. Саранск), кафедра общенаучных дисциплин, профессор кафедры
Третьякова Ольга Николаевна
кандидат физико-математических наук, доцент,
ФГБОУ ВО «Московский авиационный институт
(национальный исследовательский университет)»,
факультет «информационные технологии и прикладная математика», кафедра физики, профессор
кафедры
ФГОУ ВО «Рязанский государственный университет имени С.А. Есенина»
Ведущая организация:
Защита диссертации состоится «19» марта 2018 г. в 15:00 часов на заседании
диссертационного совета Д 212.154.05 на базе ФГБОУ ВО «Московский педагогический государственный университет» по адресу: 119435, г. Москва, ул. Малая
Пироговская, д. 29, ауд. № 49.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВО «Московский педагогический государственный университет» по адресу: 119991, г. Москва,
ул. Малая Пироговская, д. 1, стр. 1 и на официальном сайте университета
http://www.mpgu.su
Автореферат разослан «
»
________
Ученый секретарь
диссертационного совета
2018 г.
КОСИНО Ольга Алексеевна
2
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность исследования. В настоящее время важнейшей задачей высшего технического образования во Вьетнаме является подготовка профессиональных кадров, квалификация которых соответствует требованиям работодателя и
обеспечивает возможность вносить вклад в развитие страны.
Анализ результатов анкетирования преподавателей физики нескольких технических университетов Вьетнама, практики обучения физике студентов технических вузов России и Вьетнама, учебных планов и программ по физике в высших
технических образовательных заведениях, а также собственного опыта преподавательской деятельности, позволил обнаружить следующее:
- число обязательных аудиторных часов на изучение физики в последние годы неуклонно сокращалось (раньше: 101,25 часов, в настоящее время: 75 часов); в
настоящее время число часов на изучение физики крайне мало и составляет 4% от
общего числа аудиторных часов, определённых учебным планом;
- программа по физике для технических вузов Вьетнама не отражает специфику технического университета и не отличается от программы по физике для нетехнических вузов;
- содержание обучения физике студентов разных специальностей не отражает связь с будущей профессиональной деятельностью студентов и не является
профессионально направленным;
- практически отсутствуют учебники физики для технических вузов;
- технологии обучения физике в техническом вузе не соответствуют в полной мере современным требованиям; преподаватели редко используют на занятиях физический эксперимент, в основном пользуются мелом и доской.
В результате уровень подготовки по физике многих студентов не соответствует поставленным целям. У них слабо формируются фундаментальные знания по
физике и умения применять их к решению задач, связанных с будущей профессиональной деятельностью. У студентов не сформирована мотивация изучения
физики, они считают физику дополнительной дисциплиной, не имеющей значения
для изучения специальных дисциплин и их профессиональной деятельности.
В последние годы вьетнамскими учёными выполнены исследования, посвященные общедидактическим проблемам образования во Вьетнаме (Нгуен Нгок
Куанг, Фам Минь Хак, Тхай Зуй Туен и др.), теоретические исследования по проблеме соверщенствования высшего образования Вьетнама (Фам Вьет Выонг, Данг
Ву Хоат, Ха Тхи Дык и др.). Проблеме совершенствования обучения физике
школьников посвящены научные исследования: Нгуен Дык Тхам, Нгуен Нгок
Хынг, Фам Хыу Тонг, Фам Суан Куе, Нгуен Ван Кхай, Фам Тхи Фу и др. Во всех
этих исследованиях внимание сосредоточено на обучении физике в школе. Анализ
исследований показывает, что работы, посвященные проблемам совершенствования обучения физике студентов инженерных вузов Вьетнама, не выполнялись.
3
В то же время в Российской Федерации выполнено немало диссертационных
исследований по проблеме профессиональной направленности обучения физике
студентов технических вузов. В их число входят работы: Т.Г.Вагановой,
Н.В.Вознесенской, Г.В.Ерофеевой, А.Б. Жмодяк, Н.А.Клещевой, Н.В. Клишковой,
А.Я.Кудрявцевой, А.Н. Лаврениной,
В.В. Ларионова, Л.В.Масленниковой,
О.В.Мирзабековой, Ю.Г. Родиошкиной, Р.П.Фоминых и других.
Наиболее значимыми для нашего исследования являются работы Л.В. Масленниковой и Ю.Г. Радиошкиной. Л.В. Масленниковой введён в педагогику высшей школы принцип взаимосвязи фундаментальности и профессиональной направленности обучения и показана возможность его реализации на занятиях по
физике различного типа в техническом вузе. Ю.Г. Радиошкина исследует возможности вариативной части учебного плана для формирования у студентов понимания физических принципов работы технических устройств. Однако опыт и результаты исследования российских учёных не могут быть полностью перенесены в
технические вузы Вьетнама. Поэтому существует потребность в обосновании и
разработке такой методической системы обучения физике студентов технических
вузов Вьетнама, которая учитывала бы специфику высшего технического образования Вьетнама и позволила бы повысить качество подготовки студентов к их будущей профессиональной деятельности.
Таким образом, существуют противоречия
- между задачей реализации профессионально направленной подготовки
студентов технических вузов Вьетнама по физике и существующей практикой
этой подготовки, которая не позволяет решить поставленную задачу;
- между необходимостью теоретического обоснования методики реализации
принципа профессиональной направленности обучения физике студентов технических вузов Вьетнама и отсутствием модели методики такой подготовки.
Эти противоречия определяют актуальность и тему исследования: «Профессиональная направленность обучения физике студентов технических вузов Вьетнама», проблемой которого является поиск ответа на вопрос: какой
должна быть методика профессионально направленного обучения физике студентов технического вуза Вьетнама?
Объектом исследования является процесс обучения физике студентов технических вузов Вьетнама.
Предметом исследования является методика реализации профессиональной направленности обучения физике студентов технических вузов Вьетнама. Для
исследования избрана специальность D510202 «Технология машиностроения».
Цель исследования состоит в теоретическом обосновании и разработке методики профессионально направленного обучения физике студентов технических
вузов Вьетнама.
Гипотеза исследования: если в подготовку студентов технических вузов
Вьетнама включить спецкурсы по физике, методическая система обучения в кото4
рых будет построена на основе принципа единства фундаментальности и профессиональной направленности обучения, содержание спецкурса будет отобрано и
структурировано на основе дидактического синтеза фундаментальных физических знаний и прикладных технических знаний, то это повысит уровень усвоения
студентами фундаментальных физических знаний и позволит сформировать у них
умения применять эти знания при решении профессионально направленных задач.
Цель и гипотеза исследования определили следующие его задачи:
1. Выявить состояние проблемы исследования в педагогической теории и
практике обучения физике в вузах Вьетнама, проанализировать причины, снижающие эффективность обучения физике в системе высшего технического образования Вьетнама.
2. Теоретически обосновать вклад курса физики в подготовку квалифицированных инженерных кадров Вьетнама.
3. Обосновать и разработать модель методики обучения физике студентов
технических вузов Вьетнама, позволяющую реализовать интеграцию фундаментальных знаний по физике с профессиональными знаниями и умениями.
4. Разработать требования к содержанию и структуре курса физики по выбору студентов технических вузов Вьетнама.
5. Разработать содержание (определить его инвариантный и вариативный
компоненты) курса физики по выбору для студентов технических вузов Вьетнама.
6. Разработать профессионально направленные задания по физике для студентов технических вузов Вьетнама.
7. Осуществить экспериментальную проверку гипотезы исследования.
Методы исследования
Теоретические: анализ нормативных документов, регламентирующих процесс подготовки инженеров в технических вузах Вьетнама и России (образовательных стандартов, учебных планов), диссертационных исследований, естественнонаучной, философской, психолого-педагогической, научно-технической литературы, анализ, сравнение, обобщение, педагогического опыта, моделирование педагогических ситуаций.
Экспериментальные: наблюдение, анкетирование студентов и преподавателей, тестирование студентов, экспертная оценка разработанных материалов, педагогический эксперимент.
Теоретико-методологические основы исследования составляют:
- работы по методологии педагогического исследования (В.В.Краевский и
др.);
исследования
по
проблемам
педагогики
высшей
школы
(С.И.Архангельский, Нгуен Нгок Куанг, Фам Минь Хак, Тхай Зуй Туен и др.);
- исследования по проблемам физического образования в высшей школе
(О.Н.Голубева, А.И.Наумов, А.Д.Суханов, Фам Вьет Выонг, Данг Ву Хоат и
др.);
5
- исследования по методике преподавания физики в технических вузах
(Н.В.Клишкова, Л.В.Масленникова, О.В.Мирзабекова, Ю.Г. Родиошкина,
Р.П.Фоминых и др.);
- исследования по методике преподавания физики в общеобразовательной
школе (С.Е.Каменецкий, В.В.Мултановский, Н.С. Пурышева, Нгуен Дык Тхам,
Нгуен Нгок Хынг, Фам Хыу Тонг, Фам Суан Куе, Нгуен Ван Кхай, Фам Тхи Фу
и др.).
Этапы исследования:
Диссертационное исследование выполнилось в три этапа с 2012 по 2017
г.г.
На первом этапе (2012-2014 г.г.) анализировалось состояния подготовки
студентов инженерных специальностей в вузах Вьетнама и России, включая
изучение государственных стандартов высшего профессионального образования, учебных планов и программ по физике для инженерных специальностей,
проведение анкетирования студентов для выявления у них уровня теоретических знании по физике, умений применять полученные знания при решении
профессиональных задач и отношения студентов к обучению физике в технических вузах Вьетнама; анкетирование преподавателей и беседы с ними для выявления того, в какой степени реализуется ими принцип профессиональной направленности при обучении физике.
На втором этапе (2014-2016 г.г.) были определены теоретические основы
построения методики обучения физике студентов технических вузов Вьетнама в
рамках вариативного компонента учебного плана. Разрабатывалась модель методики, определялись организационные формы и методы обучения физике в
курсах по выбору студентов, разрабатывалась рабочая программа курса по выбору по физике, содержание лекционных, практических и лабораторных занятий, заданий для самостоятельной работы студентов инженерных специальностей.
Третий этап (2016 -2017 г.г.) связан с проведением педагогического эксперимента по проверке справедливости выдвинутой гипотезы исследования,
оценке эффективности разработанной методики обучения, статистической обработкой результатов эксперимента, оформлением текста диссертации.
Научная новизна результатов исследования состоит в том, что
1. Обоснована целесообразность проведения курсов по выбору студентов
технических вузов Вьетнама в целях усиления их фундаментальной и профессионально направленной подготовки по физике.
2. Обоснована целесообразность создания интегрированных спецкурсов,
реализующих дидактический синтез фундаментальных физических и прикладных технических знаний.
3. Создана модель методики обучения физике студентов технических вузов Вьетнама в рамках вариативного компонента учебного плана на примере
6
спецкурса по физике, включающая цели, содержание, методы, формы и средства обучения. Особенностью модели является то, что содержание курса по выбору включает инвариантный (фундаментальные физические законы, понятия и
теории) и вариативный (профессиональные приложения фундаментальных законов и теорий) компоненты.
4. Разработана методика обучения физике студентов технических вузов в
рамках физико-технического курса по выбору студентов с учетом специфики
общетехнических и специальных дисциплин и принципа единства фундаментальности и профессиональной направленности обучения. Разработан спецкурс
«Физические основы вращательного движения твёрдого тела в технологии машиностроения» для специальности «Технология машиностроения» технических
вузов Вьетнама, отобрано его содержание, связанное с профессиональной деятельностью студентов инженерного профиля, определены методы, формы и
средства обучения.
5. Разработан учебно-методический комплекс для реализации физикотехнического курса по выбору студентов инженерно-технических специальностей, включающий рабочую программу по физике, реализующую принцип
единства фундаментальности и профессиональной направленности обучения;
содержание лекционных, практических и лабораторных занятий, включающее
вопросы и задачи профессионально направленного характера и систему профессионально направленных заданий для самостоятельной работы студентов.
Теоретическая значимость результатов исследования состоит в том, что
они вносят вклад в теорию и методику обучения физике на уровне высшего
профессионального образования за счёт:
- развития принципа единства фундаментальности и профессиональной
направленности обучения (Л.В.Масленникова) применительно к подготовке
инженеров машиностроения республики Вьетнам;
- развития идеи педагогической интеграции применительно к определению содержания спецкурса и реализации в нём дидактического синтеза физического и технического знания;
- разработанной модели методики обучения физике студентов технических вузов, основанной на принципе единства фундаментальности и профессиональной направленности обучения, включающей инвариантную и вариативную части содержания, что делает возможным использование этой модели при
создании курса физики по выбору для других инженерных специальностей.
Практическая значимость результатов исследования заключается в
том, что:
- разработанный научно обоснованный подход к составлению программ
по физике для студентов инженерных вузов, который реализован в программе
спецкурса по выбору студентов «Физические основы вращательного движения
твёрдого тела в технологии машиностроения» для специальности «Технология
7
машиностроения», может быть использован при составлении программ по физике и другим общеобразовательным дисциплинам для других технических
специальностей;
- разработанный учебно-методический комплекс для реализации фундаментальной и профессионально направленной подготовки по физике студентов
технических вузов на занятиях спецкурса по физике, включающий рабочую
программу, содержание лекционных, практических и лабораторных занятий, задания для самостоятельной работы студентов, может служить примером для
разработки аналогичных учебно-методических материалов по другим спецкурсам, изучаемым в технических вузах;
- разработанные методические рекомендации для преподавателей и студентов технических вузов являются основным практическим вкладом в совершенствование процесса обучения физике в высших технических учебных заведениях Вьетнама.
Апробация и внедрение результатов исследования. Результаты исследования докладывались и обсуждались на конференциях по методике преподавания физики в Московском государственном педагогическом университете в
2016-2017 г.г., на кафедре теории и методики обучения физике МПГУ. Результаты исследований были внедрены в учебный процесс по физике на факультете
машиностроения (инженерная специальность «Технология машиностроения»)
Виньского технического государственного университета Вьетнама и Института
механики (инженерная специальность «Технология машиностроения») Ханойского политехнического университета Вьетнама.
Положения, выносимые на защиту:
1. Наиболее продуктивно принцип единства фундаментальности и профессиональной направленности обучения физике студентов технических вузов
Вьетнама может быть реализован в рамках интегрированных спецкурсов по физике, дополняющих базовый курс физики. Одним из таких курсов является курс
«Физические основы вращательного движения твёрдого тела в технологии машиностроения», что определяется широким использованием вращательного
движения в различных технических устройствах.
2. Место спецкурса по физике в учебном плане технических вузов должно
определяться с учетом предшествующей подготовки студентов по физике и
высшей математике и их последующей подготовки по общетехническим и специальным дисциплинам.
3. Модель методики обучения физике студентов технических вузов Вьетнама на занятиях спецкурсов по физике должна отражать связи физических законов и принципов работы технических устройств, фундаментальность и профессиональную направленность знаний и умений и включать инвариантный и
вариативный компоненты.
8
4. Содержание спецкурсов по физике должно быть построено на основе
интеграции содержания физических и технических дисциплин на уровне дидактического синтеза. Оно может быть определено, исходя из анализа межпредметных связей физики и общетехнических, специальных дисциплин. Особенностями содержания спецкурса является то, что его инвариантная часть опирается
на понятия и законы физики, изученные студентами в основном курсе физики (в
разделе «Вращательное движение твёрдого тела»), а вариативная часть включает профессионально-направленный материал, знание которого в дальнейшем
может быть использовано при изучении общетехнических и специальных дисциплин (теоретическая механика, принцип резания, технология машиностроения, режущий станок, детали машин и др.).
5. Задачи с профессионально-направленным содержанием должны быть
подобраны и использованы таким образом, чтобы осуществлялся переход от
простых задач к более сложным задачам не только с точки зрения физики, но и
с точки зрения содержащейся в них инженерной проблемы.
6. Лабораторный практикум должен включать работы, связанные с профессиональной деятельностью студентов, к которым предлагается система вопросов профессионально-направленного характера и профессиональных задач,
требующих применения полученных знаний и умений.
Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, трех глав,
заключения, библиографии. Общий объем диссертации 139 страниц, 25 рисунков, 7 схем и 13 таблиц. Библиографический список содержит 107 наименований.
ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИЯ
Во ведении обосновывается актуальность темы и проблемы диссертационного исследования, сформулированы цель и задачи исследования, определены объект, предмет исследования, гипотеза, приведены сведения о методах решения задач исследования и этапах его выполнения. Указаны новизна, теоретическая и практическая значимость результатов исследования, положения, выносимые на защиту. Приведены сведения об апробации результатов исследовании
и имеющихся публикациях.
В первой главе «Состояние проблемы профессиональной направленности
обучения физике студентов технических вузов Вьетнама» рассмотрена сущность понятия «принцип профессиональной направленности обучения», представлены результаты исследований, касающихся реализации принципа профессиональной направленности обучения физике в технических вузах России, сделан вывод о том, что принцип профессиональной направленности обучения в
технических вузах приобретает доминирующий характер, реализуясь в увеличении количества практик различного рода, расчетных и проектных работ,
учебно-исследовательской работы студентов.
9
Анализ учебных планов и проблем обучения физике в технических вузах
Вьетнама позволяет сделать вывод о том, что время на изучение физики постоянно уменьшается. Отсюда следует, что студенты технических вузов должным
образом не осваивают основы физики, а это, в свою очередь, отражается на
уровне их профессиональной подготовки.
Нельзя считать оптимальным место физики в учебном плане, поскольку
для её изучения студенты должны иметь достаточные знания не только по высшей математике, но и по информатике, по проектированию механизмов в компьютере и т.д. В то же время физика служит базой для изучения таких учебных
дисциплин, как теоретическая механика, электротехника, электроника, материаловедение и др, поэтому студентам необходимо изучать курс физики во втором и третьем семестрах.
Программы по физике, разработанные для инженерно-технических специальностей высших учебных заведений Вьетнама, не учитывают профили подготовки специалиста, а также специализацию будущего инженера. Получается,
что программы по физике, которая изучается в технических высших учебных
заведениях на разных специальностях, отражают лишь фундаментальный характер этой дисциплины и никак не связаны с профессиональной подготовкой
студентов по выбранной ими специальности и не отражают профессиональную
направленность обучения. Таким образом, содержание обучения физике противоречит объективно существующим взаимоотношениям общего фундаментального и конкретного технического знания. К сожалению, все, что связано с применением физики в будущей профессии, носит стихийный, случайный характер,
при подаче материала у преподавателя зачастую отсутствует система, а конкретные примеры применения законов физики в технике подбираются по его
усмотрению. Соответственно, традиционная система обучения физике в технических вузах Вьетнама в целом не способствует формированию профессиональной направленности студентов и не позволяет существенно влиять на их
профессиональное развитие.
Констатирующий эксперимент, проведённый на инженерных факультетах
Виньского педагогического технического государственного университета и Ханойского политехнического университета Вьетнама показал, что подготовка
студентов по физике находится на низком уровне, студенты не понимают, как
используются знания по физике в профессиональной деятельности. Большинство преподавателей физики не реализуют принцип профессиональной направленности на своих занятиях. Для этого согласно принятым учебным планам на
аудиторных занятиях по физике у преподавателей недостаточно времени. Кроме того, преподаватели отмечают, что студенты не связывают знания по физике
со своей будущей специальностью, что преподавание физики студентам технических вузов, обучающихся на инженерных специальностях, не отличается по
10
содержанию от курса физики для других специальностей, различие составляет
лишь количество проведенных преподавателем занятий.
Анализ исследований по проблеме профессиональной направленности
обучения физике показал, что во Вьетнаме отсутствуют исследования, посвящённые проблеме обучения физике студентов технических вузов. Поэтому существует потребность в обосновании и разработке методической системы профессионально направленного обучения физике студентов технических вузов
Вьетнама, которая учитывала бы специфику высшего технического образования
Вьетнама и позволила бы повысить качество подготовки студентов к их будущей профессиональной деятельности.
Во второй главе «Теоретические основы методики обучения физике студентов технических вузов Вьетнама» рассмотрены возможные варианты реализации принципа профессиональной направленности обучения физике, представлен анализ результатов исследований, посвященных реализации принципа
профессиональной направленности обучения физике студентов технических вузов. Сделан вывод о том, что возможны различные варианты решения задачи
организации профессионально направленного обучения физике студентов технических вузов:
- реализация межпредметных связей основного курса физики и общетехнических и профессиональных дисциплин, что приводит к формированию устойчивой системы знаний по физике, необходимых для дальнейшей подготовки
специалиста инженерного профилям;
- проведение спецкурсов физико-технической направленности, что позволяет осознать роль физики как основы техники и технологий;
- выполнение студентами проектных и исследовательских работ,
связанных с технологическими процессами и объектами профессиональной деятельности студентов, что способствует интеграции естественно-математических
и профессионально-технических знаний и умений студентов.
Обоснована целесообразность введения в учебные планы технических вузов Вьетнама специальных курсов по выбору студентов, позволяющих реализовать принцип единства фундаментальности и профессиональной направленности обучения физике. Обоснованиями такого предложения служат: ограниченность времени на изучении базового курса физики, которого недостаточно для
полноценного изучения фундаментальных законов и теорий и тем более для отражения его связи с профессиональными дисциплинами; место базового курса
физики в учебном плане, в соответствии с которым он изучается раньше профессиональных и специальных дисциплин, что, с одной стороны, способствует
установлению перспективных межпредметных связей, а, с другой стороны, не
может оказать положительное влияние на развитие мотивации студентов к изучению физики.
11
Предложено введение в учебные планы специального курса физикотехнической направленности, при изучении которого, с одной стороны расширяются и углубляются фундаментальные знания учащихся по физике, а, с другой стороны, формируются знания и умения, связанные с применениями изученных физических законов объектах техники и в будущей профессиональной
деятельности студентов.
Таким образом, подготовка по физике в техническом вузе Вьетнама, помимо фундаментального курса физики, должна включать профессионально направленный спецкурс по физике (такие курсы сейчас в Вьетнаме отсутствуют).
Обязательные спецкурсы по физике должны читаться в объеме 40-50 часов после прохождения основного курса.
Число часов на изучение базового курса должно составлять 60% от общего числа часов на физику и иметь одинаковое содержание для всех инженерных специальностей. Изучая этот курс в бакалавриате, студенты приобретают
фундаментальные знания по физике, профессиональная направленность обучения осуществляется за счёт привлечения в качестве иллюстраций примеров
технического содержания. Программа базового курса физики включает все разделы классической физики и вопросы современной физики.
Содержание второго курса физики (спецкурса), на изучение которого отводится 40% времени, связано с общетехнической и профессиональной подготовкой студентов (для различных технических специальностей это содержание
различно).
Основная цель спецкурсов по физике – научить студентов применять основные физические законы и теории к различным объектам профессиональной
деятельности, что ориентирует на глубокую фундаментальную и профессионально направленную подготовку студентов технических вузов, соответствующую их личным потребностям и потребностям общества. Содержание спецкурсов по физике должно включать инвариантный и вариативный компоненты: содержание инвариантного компонента - это фундаментальные знания (физические явления, законы, понятия, и теории), содержание вариативного компонента
- это прикладной, профессионально направленный материал, приложение фундаментальных знаний к объектам профессиональной деятельности. Вариативный компонент позволяет расширить возможности применения фундаментальных знаний к решению инженерных задач. Его содержание направлено на формирование профессиональных знаний и умений студентов с учетом будущей
специальности инженера.
В ходе исследования сформулированы требования к содержанию спецкурса по физике для будущих инженеров. Он должен:
1. Соответствовать направлению и профилю подготовки студентов.
12
2. Отражать актуальные проблемы техники, новейшие методы обработки
материалов на основе физических законов и теорий, современные методы контроля технологических процессов на основе физических законов и теорий.
3. Опираться на содержание базового курса физики, дополнять и создавать условия для успешного применения полученных умений в профессиональной деятельности.
4. Содержательно быть связанным с содержанием профессиональной и
специальной подготовки студентов, технологическими процессами, представляющими интерес с точки зрения будущей профессиональной деятельности инженера.
5. Включать инвариантный (фундаментальный) и вариативный (прикладной, профессионально направленный) компоненты.
6. В инвариантный компонент включать, главным образом, основание и
ядро физических теорий.
7. В вариативный компонент включать прикладные вопросы того физического материала, который представлен в инвариантном компоненте.
8. Обеспечивать переход мыслительной деятельности студентов с одного
уровня усвоения знаний на другой.
Профессиональная направленность содержания спецкурсов для инженеров
различных специальностей может быть осуществлена путем:
- рассмотрения в лекционном курсе примеров, связанных с объектами и технологиями будущей специальности;
- выбора или конструирования задач, решаемых на практических занятиях, с
применением соответствующих алгоритмов решения задач как из различных разделов физики, так и прикладных профессиональных задач;
- выполнения лабораторных работ как на традиционном для учебного курса
физики оборудовании, так и на профессиональном;
- выполнения проектных и курсовых работ, основанных на применении законов и явлений курса физики к технологическим процессам будущей специальности студентов.
Спецкурсы по физике можно преподавать как студентам первого или второго курса параллельно с основным курсом физики, так и на последующих курсах
параллельно с общетехническими и профессиональными дисциплинами. Однако
предпочтительным является изучение профессионально направленных спецкурсов
на более поздних этапах обучения, после того, как студентами уже получен определённый объем знаний при изучении общеобразовательных (физики, химии, математики) и общетехнических дисциплин.
Например: связь содержания темы «Вращательное движение твёрдого тела»
в курсе общей физики и дисциплин профессиональной подготовки можно представить в виде рисунка (Рис. 1), который отражает их связь в спецкурсе «Физиче13
ские основы вращательных движений твёрдого тела в технологии машиностроения».
Технические теории
Физические теории
Вращательное двежение твёрдого
тела
- Теорическая механика
- Принцип резения
- Технология машиностроения
- Режущий станок
- Принцип - детали машин
Спецкурс по физике
Физические основы вращательных движений
твёрдого тела в технологии машиностроения
Рис. 1. Связь физических и технических теорий
Анализ связей темы физики в базовом курсе с предметами профессиональной подготовки позволяет отобрать материал для рабочей программы (таблица 1). Спецкурсы по физике должны быть полностью совместимы с традиционными формами обучения. Обычно при преподавании спецкурсов по физике
используют три основные формы обучения: теоретические занятия, представляемые в виде лекций, практические занятия и лабораторные занятия.
Таблица 1
Фрагмент отбора содержания спецкурса «Физические основы вращательного движения твёрдого тела в технологии машиностроения»
Базовый курс
Профессиональные дисциплины
Спецкурс
1.
Понятие
твёрдого тела. Виды
движения твёрдого
тела (поступательное и вращательное)
Движение твёрдого тела.
Движения при обработке металла.
Основные виды движения в процессе обработки металла.
Движения в режущем станке
(движение заготовки и движение
резца)
Движения при обработке металла. Основные движения в процессе обработки металла.
Движения в режущем станке.
Основные движения в процессе
обработки металла.
Кинематика
в
процессе
шлифования
1. Понятие твёрдого тела.
Движение твёрдого тела.
Примеры твёрдых тел в технологии
машиностроения.
Поступательные
и
вращательные движения при
обработке металла
2. Угловая координата, угловая скорость и угловое ускорение. Кинематика
вращательного
движения твёрдого
тела вокруг неподвижной оси
14
2. Определение траектории
движения, координаты, скорости и ускорения вершины
резца при резьбовом точении.
Определение скорости и ускорения детали, перемещающейся по наклонному лотку в
загрузочном устройстве
В качестве форм организации обучения студентов нами были выбраны
лекционные, практические занятия и лабораторные занятия. Методы и формы
организации учебного процесса реализуются через дидактические средства
обучения познавательной и профессиональной деятельности. Одним из эффективных средств обучения на занятиях спецкурсов по физике является комплекс
заданий.
Обобщенное представление методики обучения физике студентов технических вузов на спецкурсах по физике в виде основных положений методики, отражающих целевой, содержательный и процессуальный компоненты методической системы, позволяют сконструировать ее модель (Рис. 2) и могут
стать основой для совершенствования фундаментальной и профессионально направленной подготовки по физике студентов технических вузов Вьетнама.
В третьей главе «Методика профессионально направленного обучения
физике студентов технических вузов Вьетнама на занятиях спецкурса» На
основе анализа содержания темы «Вращательное движение твёрдого тела» в
курсе общей физики и связи между содержанием этой темы и содержанием
дисциплин профессиональной подготовки студентов специальности «технология машиностроения», разработана рабочая программа спецкурса по физике
«Физические основы вращательного движения твёрдого тела в технологии машиностроения», разработано содержание лекций, практических занятий и лабораторных работ и представлены методы проведения этих занятий.
Лекции по спецкурсам должны включать в себя вопросы, непосредственно связанные со специальностью, которые, возможно, рассматривались поверхностно при изучении основного курса физики, но которые важны на данном
этапе. Нами разработана система профессионально направленных вопросов и
заданий, применение которой при обучении позволит осуществить связь изучаемого материала с содержанием профессиональных дисциплин специальности подготовки студентов.
Реализация результатов анализа связи между содержанием темы «Вращательное движение твёрдого тела» в курсе общей физики и содержанием дисциплин профессиональной подготовки по специальности «технологии машиностроения» (теоретическая механика, принцип резания, технология машиностроения,
режущий станок, детали машин и др.) Представим содержание лекций по физикотехническому спецкурсу:
1. Понятие твёрдого тела.
Примеры твёрдых тел в технологии
машиностроения.
2. Движения твёрдого тела (поступательное и вращательное). Примеры поступательных и вращательных движений при обработке металла.
3. Угловая координата, угловая скорость и угловое ускорение. Физические
основы работы передаточного механизма. Определение угловых скоростей и угловых ускорений некоторых видов оборудования и деталей в машиностроении.
15
Цели спецкурсов по физике студентов технического вуза
Углубление и расширение фундаментальных
физических знаний
Формирование
умений
применять
физические
знания в профессиональной деятельности и выполнять
исследовательские
задания
Формирование мотивации изучения физики и
привлечение студентов
к активному участию в
науке
Содержание спецкурсов по физике в техническом вузе
Вариативный
компонент
(применение
физических
знаний в объектах профессиональной
деятельности)
Спецкурс по физике
Инвариантный компонент
(фундаментальные физические законы и теории)
Методы обучения на занятиях спецкурсов по физике
Репродуктивный; проблемное изложение; частично поисковый; исследовательский; методы самоуправления учебными действиями (самостоятельная работа и т.п.)
Формы обучения на спецкурсах по физике
Лекционные, практические, лабораторные занятия и самостоятельная работа
Средства обучения на спецкурсах по физике
Система заданий к лекциям, практическим, лабораторным и самостоятельным работам
Рис. 2. Модель методики обучения физике студентов технических вузов на
занятиях спецкурсов по физике
16
4. Кинематика вращательного движения твёрдого тела вокруг неподвижной
оси. Физические основы работы передаточного механизма. Определение траектории движения; координата, скорость и ускорение вершины резца при резьбовом
точении.
5. Момент силы. Появление момента силы при передаче. Разложение силы
резания при точении на токарном станке.
6. Момент инерции. Значение момента инерции при вращении твёрдого тела
в механических станках. Определение моментов инерции деталей станков.
7. Основной закон динамики вращательного движения твёрдого тела вокруг
неподвижной оси. Исследование динамики движения некоторых видов деталей и
оборудования в машиностроении.
8. Момент импульса твёрдого тела. Теорема момента импульса. Закон сохранения момента импульса для вращательного движения твёрдого тела.
9. Кинетическая энергия вращающегося твёрдого тела. Определение энергии
вращательного движения деталей и оборудования. Определение момента инерции
колеса и сил трения в поворотной оси.
Ниже приведены некоторые примеры.
Анализ физических основ работы передаточного механизма (рис. 3,4,5).
Двигатель
Передаточный
механизм
Рабочие части
Рис. 3. Схема передаточного механизма
ω
ω
Рис. 4. Зубчатая и ременная передача
17
v
Рис.5. Реечная передача
К рассмотрению силы при наклонной зубчатой передаче (рис.6).
Силы резания при точении на токарном станке (рис.7)
Fn
Fr
Fa
Ft
F*
Рис. 8
Рис. 6. Силы при наклонной зубчатой передаче
Рис. 7. Схема движения стружки
и резца, составляющие силы резания при токарной обработке
Разработана система вопросов система вопросов и заданий к лекционному
курсу, проверяющих усвоение знаний, которые можно применять в конкретных
ситуациях.
Практические занятия предназначены для развития у студентов умений
применять законы физики при решении конкретных задач.
Нами разработан алгоритм деятельности преподавателя по разработке системы упражнений, которые отражают специфику получаемой студентами специальности и позволяют вооружить их основными знаниями в области физики и
умениями их применять к решению задач, связанных с будущей профессиональной деятельностью. Этот алгоритм представлен ниже:
- определить профессию, получаемую студентами, для которых разрабатывается система упражнений (виды и объекты профессиональной деятельности,
профессиональные задачи);
- проанализировать учебный план и установить связь физики и общетехнических и профессиональных дисциплин (хронологические и содержательные);
- определить темы занятий, на которых могут быть использованы профессионально направленные задачи;
- разработать систему профессионально направленных задач и упражнений;
- разработать методику использования разработанной системы задач и упражнений в реальном учебном процессе (цели, место, способ предъявления обучающимся и пр.);
18
- разработать методику обучения студентов решению профессионально направленных физических задач.
Результат анализа содержания и структуры раздела «Вращательное движение твёрдого тела» в курсе общей физики и программ дисциплин профессиональной подготовки позволяет определить содержание профессионально направленных задач и упражнений. Кроме традиционных физических задач, решаемых
при изучении раздела «Вращательное движение твёрдого тела», мы предлагаем
включить в систему задачи, приближенные к инженерным.
Пример: На токарном станке равномерно вращается со скоростью 30 об/мин
заготовка в форме цилиндра диаметром d = 80 mm. Вершина резца продольно
движется равномерно с скоростью v = 0,2 mm/с (Рис.8).
1. Определите траекторию движения
вершины резца относительно Земли; скорость и ускорение вершины резца относительно заготовки.
2. От чего зависит резьбовой шаг, если на данном станке нарезается резьба?
Рис.8
Рис.8
На лабораторных занятиях, студенты
выполняют работы практикума в соответствии с учебной программой курса физики. В процессе выполнения и защиты лабораторных работ студентам предлагается
ответить на контрольные вопросы и решить простую задачу на применение физических явлений и законов в процессе контроля технологических процессов в машиностроении.
Например работа: Определение момента инерции симметричных тел. Проверка теоремы Гюйгенса - Штейнера методом крутильных колебаний.
В этом эксперименте, момент инерции твердых тел будет определяться на
основе принципа колебании тела при установке на крутильную пружину с коэффициентом угловой жесткости Dz.
I
Движение тела – гармоническое колебание с периодом: T  2
Dz
Зная угловую жесткость Dz и измерив период колебаний T, можно вычис2
T
лить момент инерции по формуле: I  Dz  
 2 
В случае если ось вращения не проходит через центр масс твердого тела, а
параллельна оси, проходящей через центр масс твердого тела, момент инерции
твердого тела относительно этой оси будет определяться по теореме ШтейнераГюйгенса: I = I0 + md2
Где I0 - момент инерции относительно оси, проходящей через центр масс
этого тела параллельно данной оси, d - расстояние между осями.
19
График функции I = f(d2). Построим график зависимости I от d2. Покажем,
что если теорема Гюйгенса – Штейнера справедлива, то тот график представляет
собой прямую.
Определение момента инерции I0 твёрдых симметричных тел
Измерения:
- измерить период колебаний стержня, полого цилиндра, диска и сплошного
шара, если ось вращения проходит через центр симметрии этих тел.
- определить момент инерции относительно оси, проходящей через центр
масс этих тел (I0 ).
- оценить погрешность измерений.
Проверка теоремы Гюйгенса - Штейнера
Измерения:
- измерить период колебаний диска, если его ось находится на расстоянии d
от центра диска.
- определить момент инерции диска относительно оси, находящейся на расстоянии d от центра диска.
- построить график зависимости момента инерции I от квадрата расстояния
I = f (d2 )
Задания профессиональной направленности к работе:
1. Как учитываются моменты инерции вращающихся деталей машин и
механизмов? Вала коробки передач станка, коленчатого вала? Другого оборудования свойственного специальностям технологии машиностроения?
2. Предложите метод определения радиуса цилиндра, маховика, используемых в данной работе.
3. Как рассчитывают момент инерции шаров, имеющих внутреннюю полость в виде шара, стержня, прямоугольного параллелепипеда?
Кроме этого в систему лабораторных работ включаются и профессионально
направленные лабораторные работы.
Например, работа: определение момента инерции системы, состоящей из
махового колеса и оси и силы трения в поворотной оси.
В третьей главе приведены результаты педагогического эксперимента, состоявшего из трёх этапов (констатирующий, поисковый и обучающий). Общая характеристика педагогического эксперимента приведена в таблице 2.
В результате описанного в первой главе диссертации констатирующего этапа эксперимента обоснована актуальность темы исследования.
Практическим итогом поискового этапа педагогического эксперимента явились
рабочая программа физико-технического спецкурса для студентов технических
вузов Вьетнама специальности «Технология машиностроения», содержание и методы проведения лекционных занятий и заданий к лекционным и лабораторным
занятиям, содержание и методы проведения занятий по решению задачи.
20
Таблица 2
Данные об организации педагогического эксперимента
Обучающий
эксперимент
Поисковый
эксперимент
Констатирующий
эксперимент
Этапы
Годы
20122014
гг.
20142016
гг.
2016
-2017
гг.
Участники
Студенты 3-го и 4-го курсов инженерных
специальностей Виньского технического
государственного университета Вьетнама и
Ханойского политехнического университета
Вьетнама. Всего 325 студентов. Преподаватели физики и общетехнических дисциплин
инженерных факультетов (всего 16 преподавателей).
Студенты 1-3 курсов инженерных специальностей Виньского технического государственного университета Вьетнама и Ханойского политехнического университета Вьетнама. Всего 257 студентов. Преподаватели
физики и общетехнических дисциплин инженерных факультетов (всего 12 преподавателей).
Цели
Выявление
состояния
подготовки студентов по
физике в техническом
вузе
Выявление требования к
программам по физике
для инженерных специальностей вузов Вьетнама, разработать содержание учебных программ по спецкурсу по
физике, осуществление
поиска организационных
форм и методов обучения.
Студенты 1 - 3 курсов инженерных специ- Проверка справедливоальностей Виньского технического государ- сти гипотезы исследоваственного университета Вьетнама и Ханой- ния.
ского политехнического университета Вьетнама. Всего 257 студентов. Преподаватели
физики и общетехнических дисциплин инженерных факультетов (всего 12 преподавателей).
На обучающем этапе педагогического эксперимента проверена гипотеза исследования. Осуществлялись:
- оценка уровня теоретических знаний студентов по физике после изучения
спецкурса по физике;
- оценка умений студентов применять знания по физике при решении задач,
связанных с профессиональной деятельностью будущего инженера после изучения данного спецкурса;
- оценка отношения студентов к процессу изучения физике.
Обучающий эксперимент проведен в Виньском педагогическом техническом государственном университете и Ханойском политехническом университете
21
Вьетнама. В эксперименте принимали участие студенты 1-го и 3-го курсов инженерных специальностей (всего 257 студентов) и 8 преподавателей физики. В начале эксперимента отмечалась в среднем одинаковая успеваемость студентов
контрольных и экспериментальных групп. В экспериментальных группах
преподавание велось в рамках разработанной нами методической системы, в
контрольных – по традиционной методике.
Результаты усвоения студентами теоретических знаний и результаты оценки
умения студентов применять полученные знания по физике в профессиональной
деятельности представлены на рисунках 9 и 10.
0.35
0.3
0.25
0.2
Экспериментальная группа
0.15
Контрольная группа
0.1
0.05
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Рис.9. Гистограмма распределения результатов оценки уровней усвоения студентами элементов знаний
0.45
0.4
0.35
0.3
0.25
Экспериментальная группа
0.2
Контрольная группа
0.15
0.1
0.05
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Рис. 10. Гистограмма распределения результатов оценки сформированности
навыков студентов применять знания по физике при решении задач, связанных с профессиональной деятельностью
Результаты эксперимента показали, что введение спецкурса по физике в
подготовку студентов технических вузов способствует обеспечению высокого
уровня фундаментальных знаний по физике, формированию у студентов способ22
ности применять знания по физике при решении задач, связанных с профессиональной деятельностью. Повышается уровень осознания студентами роли физики
для будущей профессиональной деятельности, у них формируется положительное
отношение к изучению физики.
Таким образом, повышение усвоения фундаментальных физических
знаний, умений применять эти знания при решении профессиональных задач, подтвержденное результатами эксперимента, позволяет сделать вывод о правильности
выбранной гипотезы исследования.
Основные результаты исследования
1. Выявлено, что:
- число обязательных аудиторных часов на изучение физики в технических
вузах Вьетнама неуклонно сокращалось, и в настоящее время число часов на изучение крайне мало;
- программа по физике для втузов не отражает специфику технического университета и не отличается от программы для нетехнических вузов;
- место физики в учебном плане не является оптимальным;
- содержание обучения физики для студентов разных специальностей не
имеет профессиональной направленности;
- почти отсутствуют пособия по физике для технических специальностей;
- технологии обучения физике в техническом вузе не соответствуют в полной мере современным требованиям; преподаватели редко используют на занятиях физический эксперимент;
- большинство преподавателей не реализуют на занятиях по общей физике
принцип профессиональной направленности обучения;
- уровень подготовки студентов по физике ещё остаётся низким, у студентов
слабо формируются фундаментальные знания по физике и умение их применять к
решению задач, связанных с будущей профессиональной деятельностью; у них не
сформирована мотивация изучения физики;
-диссертационные исследования, посвящённые проблемам совершенствования обучения физике студентов инженерных вузов, во Вьетнаме не выполнялись.
Сделан вывод о том, что существует потребность в обосновании и разработке такой методической системы обучения физике студентов технических вузов
Вьетнама, которая позволила бы повысить качество подготовки студентов к их
будущей профессиональной деятельности.
2. Изучение тематики диссертационных исследований, посвящённых проблемам профессиональной направленности обучения физике студентов технических вузов, позволило обобщить предложения, касающиеся реализации принципа
профессиональной направленности обучения физике студентов технических вузов, а также некоторые общие предложения, направленные на совершенствование
системы обучения физике в технических вузах Вьетнама (увеличение числа часов
23
на изучение физики, включение в учебный план двух курса физики: фундаментального курса физики и профессионально направленного спецкурса физикотехнического направления и др.).
3. Предложен вариант реализации принципа единства фундаментальности и
профессиональной направленности обучения физике в технических вузах Вьетнама: помимо фундаментального курса физики должен быть включён профессионально-направленный спецкурс. Одним из вариантов профессиональнонаправленного спецкурса может служить спецкурс «Физические основы вращательного движения твёрдого тела в технологии машиностроения».
4. Определены требования к содержанию спецкурсов по физике:
- спецкурс по физике должен включать инвариантный (фундаментальный) и
варьируемый (прикладной, профессионально-направленный) компоненты;
- инвариантный компонент должен входить, главным образом, в основание и
ядро физических теорий.
- содержание варьируемой части спецкурса по физике - это прикладной,
профессионально направленный материал, приложение фундаментальных знаний
к объектам профессиональной деятельности, связанный с содержанием профессиональной и специальной подготовки студентов.
Можно сделать вывод о том, что спецкурсы по физике студентов инженерных университетов отвечают требованиям подготовки студентов по физике: направлены на углубление и расширение фундаментальных физических знаний, реализацию профессиональной направленности обучения физике.
5. Разработана модель методики обучения физике студентов технических
вузов Вьетнама на занятиях спецкурсов по физике. Исследование анализа содержания раздела общей физики «Вращательное движение твёрдого тела» и содержания специальных дисциплин привело к проектированию содержания и методов
проведения лекционных, практических и лабораторных занятий спецкурса «Физические основы вращательного движения твёрдого тела в технологии машиностроения» для специальности технологии машиностроения технических вузов.
Основные идеи и результаты проведенного исследования отражены в 5 публикациях, общим объемом 1,62 п.л..
1.
Буй, Зань Хао Профессионально направленный курс физики для
будущих инженеров Вьетнама / Зань Хао Буй // Школа будущего. – 2016. – №
6. – декабрь. – С. 179-191. (0,5 п.л.).
2.
Буй, Зань Хао Система упражнений по теме «переменный ток»
для студентов, обучающихся по специальности «электротехнические технологии» в вузах Вьетнама / Зань Хао Буй // Школа будущего. – 2016. – № 5. –
октябрь. – С. 173-179. (0,44 п.л.).
24
3.
Буй, Зань Хао Преподавание физики в технических вузах Вьетнама / Зань Хао Буй // Школа будущего. – 2015. – № 6. – декабрь. – С. 170-172.
(0,19 п.л.).
4.
Буй, Зань Хао Статус обучения физике в технических вузах Вьетнама
и способы повышения его эффективности / Зань Хао Буй // Научный журнал
Виньского педагогического технического университета. - Вьетнам.- 2016. С. 119
– 121. (0,19 п.л.).
Материалы конференций
5.
Буй, Зань Хао Профессиональная направленность обучения студентов
технического колледжа Вьетнама, изучающих «электротехнические технологии»
через систему упражнений на тему «переменный ток» / Зань Хао Буй // Научнопрактическая конференция: «Повышение эффективного применения знаний общеобразовательных дисциплин в процессе обучения профессиональным дицсиплинам» – Фундаментальный факультет Виньского педагогического технического
университета- Вьетнам. №2. – 2015. - С. 85 – 90. (0,3 п.л.).
25
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
2
Размер файла
903 Кб
Теги
физики, вузов, обучения, направленности, технические, профессионального, вьетнам, студентов
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа