Диссертация (Формирование проектировочной деятельности у бакалавров направления подготовки «строительство» при изучении курса физики в техническом вузе), страница 8

1):FFΔlРис. 1. Графическая модель поведения объекта5.Устанавливаем физические величины, характеризующие данныйвид деформации:40а) относительная величина деформации (ε);б) механическое напряжение (σ);в) модуль Юнга деревянной балки (Е = 12·109 Па).6.

Записываем физические законы, описывающие поведение объектов взаданных условиях:а) закон Гука  Еб) механическое напряжение FSгде S – площадь сечения исследуемого объекта.7. Решаем полученную систему уравнений и находим расчетноезначение искомой физической величины:F ЕS=8.2,5∙1060,02∙12∙109SF E= 0,0104м2Сравниваем расчетное значение с нормативным согласнотехническим условия и нормам проектирования: высота бруса должнанаходится в пределах 140 - 240 мм, а толщина 50 - 160 мм.9.Подбираем материал и форму конструкции: деревянный бруспрямоугольного сечения (материал – сосна) площадью 75х150 мм2.Таким образом, представленная схема решения проектировочнойзадачи соответствует выделенной системе действий обобщенного способавыполнения расчета механических характеристик строительного объекта илиего отдельных элементов.411.3.

Модель методики формирования проектировочной деятельностипри изучении физики в техническом вузеПод моделью методики формирования у студентов проектировочнойдеятельности на занятиях по физике будем понимать совокупностьвзаимосвязанных компонентов - цели и содержание курса физики, основныеэтапы методики обучения физике, а также формы организации и средстваобучения.В предыдущем параграфе выделены основные этапы проектировочнойдеятельности и разработаны способы их выполнения с применением знанийкурсафизики,поэтомумодельметодикиобучениястудентовпроектировочной деятельности представляет собой совокупность моделейформирования способов выполнения каждого этапа.

Разработанная модельвключает целевой, содержательный, процессуальный, контрольный иценностно-смысловойкомпоненты.Раскроемсодержаниекаждогокомпонента.Целевой компонент представляет собой цель обучения, котораязаключается в формирование общепрофессиональной компетенции ОПК-1«Способен решать задачи профессиональной деятельности на основеиспользования теоретических и практических основ естественных итехнических наук, а также математического аппарата». [175, с.9] Так каккомпонентыэтойкомпетенциинапрямуюсвязанысприменениемфизических знаний и входит в тапы проектировочной деятельности, токонечной целью обучения студентов является освоение ими способоввыполнения этапов проектировочной деятельности при изучении курсафизики и умение применять их при решение учебных проектировочных задачи в дальнейшем при проектировании сложных строительных объектов в42цикле общепрофессиональных и специальных дисциплин, а также привыполнении выпускной квалификационной работы.Содержательныйкомпонентпредставляетсобойэтапыпроектировочной деятельности и обобщенные способы их выполнения наосновефизическихстроительногознаний:объектатеплофизическихилиегохарактеристикотдельных элементов;3)расчет1)механическихотдельныхстроительныххарактеристикэлементов;2)конструкцийрасчетилирасчет световых характеристик зданийегоисооружений.Для выполнения каждого действияразработанных способов устудентов должна быть сформирована определенная система физическихзнаний.

Нетрудно видеть, что для выполнения выделенных этаповнеобходимы знания следующих разделов курса физики: физические основымеханики,молекулярнаяфизикаитермодинамика,оптика,основыфотометрии. Кроме того, следует выделить конкретные темы, в которыхбудут формироваться действия разработанных способов выполнения этапов,а также конкретные элементы физических знаний (понятия, законы, теории, ит.п.)Процессуальный компонент содержит методику формирования убакалавров-строителей способа выполнения каждого этапа проектировочнойдеятельности на определенном уровне обобщенности. Это означает, чтосодержание способа выполненияприменятьсякаждого этапа на занятиях будетнаограниченномчислеситуаций,профессиональнойдеятельностьюинженера-строителя,связанныхт.е.суровеньобобщенности будет неполным.

В дальнейшем при выполнении курсовых ивыпускных квалификационных работ уровень будет максимальным, так каквыпускник должен овладеть проектировочной деятельностью применительнок любому строительному объекту. Процессуальный компонент модели43методики содержит методы, формы и средства обучения, которые позволяютназанятияхпофизикеобщепрофессиональнойсформироватькомпетенцииОПК-1отдельныеикомпонентыконкретногоэтапапроектировочной деятельности.

К ним относятся: работа в малых группах,лекция-дискуссия, лекция-визуализация, лекция с разбором конкретныхпрофессионально-значимыхситуаций,позволяющиеорганизоватьмотивационный этап для формирования рассматриваемой деятельности. Дляорганизации занятий используются проектировочные задания; учебныекарты выполнения этапов проектировочной деятельности; задания длясамостоятельной работы.Важную роль играет также осознание студентами значимости курсафизики в формировании компонентов общепрофессиональной компетенции(ОПК-1) и методов выполнения этапов деятельности по проектированиюобъектов строительства (ценностно-смысловой компонент). Для ценностносмыслового компонента должны быть разработаны задания, при выполнениикоторых студент должен указать все физические явления, воздействия,которые должен учитывать инженер-строитель при расчете конкретныхконструкций.

Контрольный компонент, разработанной модели методикиобучения включает:1) контроль результата каждого действия по выполнению этапапроектировочной деятельности;2) контроль последовательности выполнения действий обобщенногоспособа выполнения этапа проектировочной деятельности;3) контроль результата решения проектировочных задач.Разработаннаямодельметодикиобученияпроектировочнойдеятельности с применением физических знаний представлена на рисунке 2.44ЦЕЛЕВОЙ КОМПОНЕНТбакалавры-строители, освоившие обобщенные способы выполнения этапов проектировочнойдеятельности при изучении курса физики и успешно применяющие их в решении практическизначимых задач инженера-строителяСОДЕРЖАТЕЛЬНЫЙ КОМПОНЕНТЭтапыпроектировочнойдеятельности,выполняемые сприменениемфизических знанийРазделы и темы курса физики,необходимые для формированиядействий обобщенных способоввыполнения этаповпроектировочной деятельностиКонкретные элементыфизических знаний,необходимых для выполненияэтапов проектировочнойдеятельностиРасчет механическиххарактеристикстроительных объектов илиего отдельных элементовФизические основы механики;механика упругих тел;деформация сжатия,растяжения, изгиб; статика,механические колебанияЗакон Гука; абсолютная иотносительная деформация,механическое напряжение,модуль Юнга, коэффициентжесткости, момент силыРасчет теплофизическиххарактеристикстроительных конструкцийили его отдельныхэлементовМолекулярная физика итермодинамика; явленияпереноса: диффузия,теплопроводность,конвекцияТемпература, влажность;теплопроводность, давление,точка росы, закон Фурье,уравнение НьютонаРасчет световыххарактеристик зданийи сооруженийОптика, основыфотометрии, волновыепроцессы, излучение,поглощение света,рассеивание светаОсвещенность, световой поток,яркость, коэффициентестественной освещенности,законы освещенности, законБугераПРОЦЕССУАЛЬНЫЙ КОМПОНЕНТметодика формирования проектировочной деятельности; комплекс дидактических средств (задачиупражнения, физические задачи с техническим содержанием, учебные карты)КОНТРОЛЬНЫЙ КОМПОНЕНТконтроль результата выполнения этаповпроектировочной деятельности;контроль последовательности выполнения действийобобщенных способов выполнения этапов; контрольрезультатов решения проектировочных задачЦЕННОСТНО-СМЫСЛОВОЙКОМПОНЕНТосознание студентами значимости курсафизики в формировании компонентовОПК-1 и методов выполнения этаповпроектировочной деятельностиРис.

2. Модель методики формирования у бакалавров-строителей проектировочнойдеятельности на занятиях по физике45Выделим положения, которые составляют психолого-педагогическуюоснову разработанной модели методики формирования проектировочнойдеятельности с применением физических знаний:1.Проектированиестроительногообъектапредставляетсобойцеленаправленную систему действий по созданию предполагаемого объекта,состоящую из отдельных этапов, выполняемых на основе конкретныхпредметных знаний. Последовательное выполнение этапов через решениепроектировочных задач приводит студентов к конечному результату –проектированиеобъектапрофессиональнойдеятельностиинженера-строителя.2.Дляовладениястудентамипроектировочнойдеятельностинеобходимо организовать учебный процесс так, чтобы способы выполненияотдельныхэтаповпроектировочнойдеятельностисталипредметомспециального усвоения.

Действия, входящие в содержание проектировочнойдеятельности должны быть включены на всех этапах подготовки инженерастроителя к его будущей профессиональной деятельности.3. Для того, чтобы конкретные этапы проектировочной деятельностибыли включены в цели обучения необходимо дополнить их обобщеннымиспособами, которые позволят будущим инженерам-строителям использоватьразработанныеспособывыполнениядлярешениябольшогокругапроектировочных задач и проектировании в целом.4. Любая деятельность по достижению поставленной цели состоит изнесколькихэтапов:ориентировочный,исполнительный,контрольно-корректировочный. На первом этапе – ориентировочном - студентопределяет цель, выделяет объект и его свойства, составляет программудействий по преобразованию выделенного объекта в объект с необходимымисвойствами.

Далее студент, используя специально разработанную программудействий, создает конечный объект с заданными свойствами и фиксирует46сведенияоегосвойствах(исполнительныйэтап).Наконтрольно-корректировочном этапе студенты сравнивают свойства конечного объекта сзаданными,указанныхвцели,выявляютнесоответствияипринеобходимости вносят коррективы в составленную программу действий.5. Для успешного выполнения действий, входящий в заданный этаппроектировочной деятельности, преподавателю необходимо разработатьориентировочную основу действий, т.е. конкретную программу действий накоторую студент опирается при решении проектировочной задачи вобобщенном виде. П.Я.

Гальперин выделяет три типа ориентировочнойосновы (типы учения) [32]:Первый тип учения характеризуется неполной ориентировочнойсистемой действий. При таком подходе к обучению ориентиры представленыв частном виде и выделяются студентами в основном методом проб иошибок.Второйтипученияхарактеризуетсяполнойориентировочнойсистемой действий. Студенты получают знания в готовом виде или в видеопределенной системы действий, которые только ориентируют его наполучение правильного решения конкретной задачи, т.е.

при выполнениикаждой последующей задачи студентам необходимо заново составлятьсистему действий.Ориентировочная основа третьего типа имеет обобщенный вид, т.е.система действий формируется уже для целого ряда физических явлений. Вэтом случае ориентировочная система действия составляется студентамисамостоятельно на основе общего разработанного преподавателем метода.Преимуществом третьего типа учения является устойчивость процессаформирования и широта переноса освоенных действий на деятельность порешению различного рода задач. Наиболее эффективной для подготовки47будущихинженеров-строителейкдеятельностипопроектированиюконструкций является третий тип ориентировочной основы.Сформулированныеположенияпозволяютнаметитьпрограммудействий по разработке методики обучения проектировочной деятельностибакалавров направления подготовки «Строительство» на занятиях по физике:1) разработка цели подготовки студентов к деятельности по проектированиюконструкций на занятиях по физике; 2) выделение основных этаповпроектировочной деятельности, которым возможно обучить на занятиях пофизике и выделение конкретных обобщенных способов по их выполнению;3)разработкаиреализацияметодикиподготовкистудентовкпроектировочной деятельности при обучении физике (описание основныхэтапов методики по подготовки студентов к проектировочной деятельностина занятиях по физике; описание дидактических средств для организации иконтроляобучениябудущихбакалавров-строителейпроектировочнойдеятельности на занятиях по физике).Выводы по главе 11.Вприоритетнойсовременныхгосударственнойсоциально-экономическихзадачейявляетсяусловияхреформированиеуниверситетского инженерного образования, направленного на подготовкувыпускников, способных решать реальные практически значимые проблемы,а не абстрактные задачи.