Педагогические науки/5. Современные методы преподавания

К.т.н. ¹СВІДЕРСЬКИЙ В.П., д.т.н. ²СІРЕНКО Г.О., ¹МЕЛЬНИЧУК Л.П.

¹Хмельницький національний університет, Україна

²Прикарпатський національний університет ім. В. Стефаника, Україна

Інтенсифікація пізнавальної діяльності студентів при вивченні теплотехнічних дисциплін

В наш час в Україні відбувається модернізація освітньої галузі. Освітня вітчизняна галузь обрала шлях кардинальних реформ, поліпшення якості освіти, входження до європейського освітянського простору.

В умовах Болонської декларації однією з центральних позицій європейської вищої освіти виступає контроль її якості відповідно до вироблених стандартів транснаціональної освіти[1]. Перед учасниками Болонської угоди, в тому числі Україною, що підписала декларацію 19 травня 2005 року в Бергені, постає завдання розробки спільної системи конвертування критеріїв оцінювання якості знань та сформованості професійних якостей спеціаліста, системи відносної вартості прийнятих залікових одиниць відповідно до вимог Європейської системи перезарахування.

За вимогами міжнародного стандарту якості ISO якість освіти можна тлумачити як сукупність властивостей та характеристик освітнього процесу або його результату, які дають змогу задовольняти освітні потреби усіх суб’єктів навчально-виховного процесу: особистості, яка навчається, державу, суспільство загалом [2].

Сьогодні вимагається засвоєння знань, які опираються не тільки на сприймання студентами ідей, а й на їх генерування в процесі вивчення теплотехнічних дисциплін, тобто постає проблема в напрацюванні конкретних методик, творчого засвоєння наукового багажу. Вимагається перебудова свідомості і відношення до навчання в цілому. Знання студентів не проявляється до того часу, поки немає діяльності, об’єктивне перетворюється в суб’єктивне в процесі діяльності. Студент повинен прикласти певні зусилля для того, щоб набути знання. Інтереси студента проявляються в процесі діяльності. До компонентів діяльності відносять: образ кінцевого продукту (задаються питання, що містяться у завданні); предмет перетворення ( умов завдання ); засоби діяльності ( таблиці, карти, схеми, графічні залежності, програми електронно-обчислювальних машин ); технологія роботи ( послідовність, за якою повинне розв’язуватись завдання, виконуватись курсовий проект) [3].

Ці компоненти існують в двох формах: об’єктивно поза студентом в розумінні викладача та об’єктивні (зовнішні) як елементи техніки. Їм дали назву об’єктивні умови діяльності. Діяльність студента складається з цих компонентів, але вони є вже суб’єктивними (внутрішня форма розумової діяльності студента). Цей вид діяльності називається орієнтаційною основою діяльності. Об’єктивні умови діяльності визначають орієнтаційні основи діяльності. Якість знань студентів визначається орієнтаційною основою діяльності. Якщо орієнтаційна основа повна, то якість визначається не тільки станом науки і техніки, але й методикою викладання. У зв’язку з цим доцільно практичні знання з теплотехнічних дисциплін починати з розв’язання завдань алгоритмічних з переходом до ретроспективно-варіантних, далі частково-пошукових, закінчуючи завданнями творчого плану [4,5].

Алгоритмічна діяльність може здійснюватись за зразком і ці завдання схожі між собою. Якщо ж завдання відрізняються між собою, то це задачі за поданням. В них є елемент самостійності.

Перша група завдань такого типу має за мету перевірити знання студентів з практичного застосування h-s – діаграми водяної пари і h-d – діаграми вологого повітря при дослідженні термодинамічних процесів водяної пари та вологого повітря.

Це може бути таке завдання:

Парціальний тиск сухого повітря у вологому повітрі 95,7 кПа, відносна вологість вологого повітря становить 40%. За допомогою h-d - діаграми вологого повітря визначити ентальпію, температуру, вологовміст та температуру точки роси вологого повітря. Схематично показати спосіб знаходження параметрів за h-d – діаграмою.

Друга група завдань алгоритмічного типу має за мету перевірити знання студентів курсу «Теплопередача», одночасно, набуваючи навичок практичного застосування отриманих знань до конструювання та технології виготовлення одягу, взуття, використанню практичних інженерних розрахунків в технологічних процесах [6].

Прикладом таких завдань є:

Розрахувати термічний опір пакета зимового одягу і визначити втрату теплоти через 1м² одягу, що складається з підкладки, шару утеплюючої прокладки товщиною 15мм, з коефіцієнтом теплопровідності 0,029 Вт/м*К, тканини верху (драпу) товщиною 3мм, з коефіцієнтом теплопровідності – 0,06Вт/м*К; враховуючи, що між ними є повітряний шар товщиною 2мм з коефіцієнтом теплопровідності 0,023Вт/м*К. Температуру внутрішньої поверхні одягу прийняти 30^°С. Зовнішня поверхня одягу оточена повітрям з температурою 8^°С. Коефіцієнт тепловіддачі від одягу до повітря – 12Вт/м^2*К. Термічним опором підкладки знехтувати.

Завдання ретроспективно-варіативного типу будуються на неповній орієнтаційній основі. Для розв’язання завдань такого типу, коли невідома технологія роботи є два шляхи: студент шукає аналогію в розв’язку завдань і розв’язує її за зразком як алгоритмічну та завдання розв’язують з використанням інтуїції. Коли невідомі засоби діяльності, то перебором знаходять аналогію, або розв’язують задачу інтуїтивно.

Завдання з невідомими для розв’язку викликають певні труднощі і такі завдання на практиці майже не зустрічаються. Завдання, в яких відсутній образ кінцевого продукту, є завданнями професіонального спрямування. Розв’язуючи їх, відповідають на питання: що можна сконструювати, або яку графічну залежність можна отримати?

Приклад таких задач:

Використовуючи першу і другу форми запису першого закону термодинаміки та формулу, яка визначає ентальпію і внутрішню енергію через теплоємність, знайти рівняння Клапейрона у формі Рv=RT.

У завданнях частково-пошукової дії відсутні два з чотирьох компонентів діяльності. При розв’язанні завдань цього типу зростає свобода дій для студентів. Розв’язуючи завдання цього типу студенти використовують досвід та кмітливість.

Приклад задач цього типу:

У заводському приміщенні необхідно теплоізолювати горизонтальний паропровід діаметром 60мм. Температура поверхні паропроводу – 70⁰С, а температура навколишнього повітря – 20⁰С. Обґрунтувати аналітично вибір теплоізоляційного матеріалу.

Розв’язання задач ретроспективно-варіативної і частково-пошукової дії складає проблемне навчання. Найбільш складним є задачі творчої дії. В цих задачах відсутні три з чотирьох компонентів діяльності.

Приклад таких задач:

Стальна швейна голка, що прошиває тришаровий пакет синтетичних матеріалів, охолоджується струменем води [7]. Вказати, який з способів передачі теплоти: теплопровідність, конвекція чи теплове випромінювання переважає при різних режимах роботи швейної машини? Від яких факторів залежить температура нагріву голки швейної машини? Як при цьому розрахувати температуру нагріву голки?

Таким чином, застосування задач різних ступенів складності з поступовим переходом від задач алгоритмічної дії до задач ретроспективно-варіативної, частково-пошукової і на завершення творчої дії є одним з шляхів вдосконалення учбового процесу.

Контроль та оцінювання завжди були важливою складовою навчального процесу. Завдяки контролю між викладачем та студентом встановлюється «зворотній зв’язок», який дозволяє оцінити динаміку та ступінь засвоєння навчального матеріалу. Під поняттям «контроль» розуміють виявлення, вимір і оцінювання навчально-пізнавальної діяльності студентів. Контроль охоплює оцінювання, як процес і оцінку, як результат перевірки.

Об’єктом контролю у навчанні є знання студентами основних категорій, принципів, правил, фактів, явищ у їх тісному взаємозв’язку, їх уміння і навички оперувати набутими знаннями, а також діяльність студентів у навчанні, їх уміння застосовувати знання на практиці, самостійно здобувати нові знання. Контроль завжди повинен орієнтуватись на загальну мету навчання.

Виходячи з вищенаведеного, складаються екзаменаційні білети для оцінки знань студентів. Білети мають десять питань, з яких два питання відносяться до завдань алгоритмічної дії ( h-s – діаграма водяної пари і h-d – діаграма вологого повітря ) і є обов’язковими, наступні два питання включають завдання ретроспективно-варіативної дії, після чого сформульовані три завдання частково-пошукової і на завершення три завдання творчої дії. Під час підготовки відповідей і написання екзаменаційної роботи дозволяється користуватись довідниковою літературою, підручниками, збірниками задач, методичними матеріалами та плакатами. Питання в білетах побудовані за принципом: «Матеріал і знання з тобою – дій!».

Критерії оцінки:

- студент отримує «відмінно», якщо дана бездоганна відповідь на п’ять питань, з яких два питання алгоритмічної дії і по одному питанню ретроспективно-варіативної, частково-пошукової та творчої дії, або на шість питань з додатковим питанням ретроспективно-варіативної дії, з одним незначним зауваженням;

- студент отримує «добре», якщо на чотири питання, з яких два питання алгоритмічної дії і по одному ретроспективно-варіативної і частково-пошукової дії дана бездоганна відповідь, або на п’ять питань з додатковим питанням ретроспективно-варіативної дії, з одним незначним зауваженням; або на шість питань з додатковими питаннями ретроспективно-варіативної і частково-пошукової дії з двома незначними зауваженнями;

- студент отримує «задовільно», якщо на три питання, з яких два алгоритмічної і одне питання ретроспективно-варіативної дії дана бездоганна відповідь, або на чотири питання з додатковим питанням ретроспективно-варіативної дії, з одним незначним зауваженням;

- в інших випадках студент отримує «незадовільно».

Висновки

Одним з шляхів інтенсифікації пізнавальної діяльності студентів при вивченні теплотехнічних дисциплін є застосування задач різних ступенів складності з поступовим переходом від задач алгоритмічної дії до задач ретроспективно-варіативної, частково-пошукової і на завершення творчої дії.

Розроблено контроль оцінювання знань студентів з врахуванням задач різного ступеня складності.

Література

1. Основні засади розвитку вищої освіти України в контексті Болонського процесу ( документи і матеріали 2003-2004рр.) / За ред. В.Г. Кременя. - Тернопіль: Видавництво ТДПУ ім. В.Гнатюка, 2004.- 147с.

2. Моніторинг якості освіти: світові досягнення та українські перспективи / За заг. ред. О.І. Локшиної – К.:К.І.С., 2004.- 128с.

3. Талызина Н.Ф. Проблемы управления процесами обучения. – М.: Высшая школа, 1976 -290с.

4. Кудрявцев Т.В. Проблемы развития технического мышления. – М.: Высшая школа, 1980 -285с.

5. Колошина И.П. Проблемы формирования технического мышления. – М.: Высшая школа, 1975. -320с.

6. Теплотехника / Алабовский А.Н., Константинов С.М., Недужий И.А. и др., Под ред. Константинова С.М. – К.: Вища школа, 1986.- 255с.

7. Аверкова М.В., Гаврилов С.Н., Зайцев Б.А. Исследование усилия прокола и температуры нагрева швейной иглы / Кожевенно-обувная промышленность. 1979-№12 -44с.