В реализации проектной технологии в процессе изучения физики
| Этапы деятельности преподавателя | Этапы деятельности студентов | Виды профес-сиональной деятельности | Содержание действий студентов по овладению профессиональными компетенциями, сгруппированными по обобщенным видам профессиональной деятельности будущих инженеров |
| 1 | 2 | 3 | 4 |
| Стадия творческого процесса: период интеллектуальной готовности | |||
| Подготовительный этап. Изложение теоретического материала по курсу физики, обучение навыкам решения задач, выполнения лабораторных работ. Ориентация учебной деятельности студентов на развитие творческих способностей, постановка педагогической задачи – создание целевой установки у студентов на участие в выставках или конкурсах научно-технического творчества | Подготовительный этап. Подробное изучение предлагаемого для обучения материала курса физики, совершенствование уровня владения физическим и математическим аппаратом решения технических задач, ознакомление с различными способами современной реализации творческих технических решений в предстоящей профессиональной деятельности. Физический анализ | Научно-исследовательская. | Накопление исследовательского физического потенциала и багажа знаний по курсу физики, развитие интеллектуально-аналитических способностей к выполнению творческого физико-технического поиска в области приложения знаний будущих инженеров. Освоение методов научно-технического анализа и получение практики их применения. |
| Проектно-конструкторская. | Овладение современными методами и способами ведения проектно-конструкторской деятельности на примере материала курса физики: изучение конструкции, макетов, моделей, принципов функционирования технических установок и производственного оборудования. Использование в учебно-практической деятельности по физике компьютерных систем автоматизированного проектирования (САПР) для обработки физических данных. | ||
| Организационно-управленческая. | Изучение методов оценки качества и способов усовершенствования реализации физических процессов в профессиональной деятельности инженеров. Изучение основ менеджмента. Мониторинг влияния внедрения инноваций на организационно-технологические характеристики производства. Оценка экономической эффективности, экологической безопасности, эргономичности инновационных технологических новшеств и технических творческих решений. | ||
| Производ- ственно-технологическая. | Изучение основ применения физики в инженерной деятельности. Усвоение знаний о реализации и усовершенствовании способов применения физических законов, процессов и явлений в профессио- | ||
| 1 | 2 | 3 | 4 |
| молодежи. | технических проблем и поиск способов их решения. | нальной деятельности инженеров. Изучение методов описания и оценки эффективности производственно-технологических процессов. Изучение физических основ приёмов и операций получения и обработки предметов и объектов, использующихся в профессиональной деятельности. | |
| Сервисно-эксплуатационная. | Исследование физико-технических оснований сервиса, эксплуатации и функционирования объектов профессиональной деятельности инженеров. Поиск и оценка информации о применении физических знаний в процессе сервиса, ремонта, монтажа, эксплуатации профессиональных объектов. | ||
| Стадия творческого процесса: усмотрение проблемы | |||
| Поисковый этап. Заострение внимания студентов в процессе изложения учебного материала по курсу физики на существенных недостатках и трудностях современной производственно-технической сферы профессиональной области, соответствующей выбранному направлению профессиональной подготовки. Обучение студентов | Поисковый этап. Получение навыков применения методов анализа и критической оценки информации относительно того, насколько эффективно, безопасно и целесообразно реализуются физические законы, явления и процессы в профессиональной инженерной деятельности соответствующего направления профессиональной подготовки. | Научно-исследовательская. | Проведение детального анализа и осуществление оценки физических явлений, процессов, законов и закономерностей, задействованных в изучаемых объектах профессиональной деятельности инженеров. Нахождение взаимосвязей и зависимостей различных физико-технических параметров, характеризующих работу соответствующего профессионального оборудования. Прогнозирование того как можно изменить или скорректировать физико-технические показатели качества работы объектов профессиональной деятельности с учетом найденных зависимостей и закономерностей в этих параметрах. |
| Проектно-конструкторская. | Изучение моделей, схем, конструкций объектов профессиональной деятельности инженеров и используемого оборудования. Анализ их качества и поиск конструкторских способов их усовершенствования. Разбор чертежей, схем, технологических описаний агрегатов и устройств. Например, при рассмотрении конструкции тележки для перемещения автомобилей было обнаружено, что особенности ее конструкции позволяют бесконтрольно смещаться центру тяжести автомобиля, что может привести к сползанию автомобиля с тележки при его перемещении по авторемонтному предприятию. | ||
| 1 | 2 | 3 | 4 |
| способам оценки современных проблем производственной области, методам анализа и сопоставления темпов технического развития и запросов экономики соответствую-щей отрасли. | Комплексное, последовательное, системное и всестороннее осуществление выбора и рассмотрение объектов и процессов профессиональной деятельности, требующих технической модернизации. | Организационно-управленческая. | Осуществление оценки организационно-управленческой эффективности проектно-конструкторских решений в области моделирования и проектирования объектов профессиональной деятельности. Анализ их экологических и экономических параметров с позиции физики. Например, выявление недостатков использования существующих тележек для перемещения транспорта позволяет сказать: в процессе их использования требуется нескольких рабочих, в то время как экономически и организационно выгодно облегчить их труд и уменьшить количество обслуживающего персонала. |
| Производ- ственно-технологическая. | Изучение современных способов осуществления производственно-технологической деятельности с позиций применения физики. Анализ технологических инноваций на производстве, критическая оценка качества применяемых технологий. К примеру, изучение процесса производства тележек для перемещения автомобилей с позиций конструкционно-практических особенностей, предназначения и функционирования позволяет сказать, что имеющиеся тележки имеют плоскую платформу, и при отсутствии возможности закрепления автомобиль смещается при его транспортировке. | ||
| Сервисно-эксплуатационная. | Оценка эффективности способов применения физических знаний в сервисно-эксплуатационной деятельности инженеров. Например, оценка использования стандартной тележки для перемещения автомобилей, предназначенной для ремонтно-наладочных работ, позволяет поставить вопрос о совершенствовании ее конструкции. Модернизация должна решить проблему трудозатрат при перемещении автомобиля по авторемонтному предприятию и уменьшения количества персонала для работы с тележкой. | ||
| Стадия творческого процесса: зарождение идеи - формулировка задачи | |||
| Проблемно-постановочный этап. Постановка | Проблемно-постановочный этап. | Научно-исследовательская. | Формулировка научно-исследовательской задачи. Например, адаптация к условиям современных авторемонтных предприятий существующих тележек требует учета того, что дисбаланс сил, |
| 1 | 2 | 3 | 4 |
| учебно-профессиональной задачи. Например: «как физико-техническое задание (установка на получение или оптимизацию заданных или необходимых параметров, исключение диссипативных факторов) позволяют организовать и усовершенствовать содержательную сторону конструкцинно-технологической деятельности инженера?». | Осуществление фиксации поставленной задачи в виде творческого задания, выделение ключевых моментов для теоретического осмысления. Проведение многоаспектного анализа заданных физических параметров и условий функционирования объектов профессиональной деятельности. Поиск научно-исследо-вательской литературы, информации в Интернете по способам решения учебно-профессиональной задачи. | действующих на автомобиль вызывает при его ручной транспортировке смещение его центра тяжести, что приводит к тому, что сила трения не может удержать автомобиль в заданном состоянии без его соскальзывания с тележки при перемещении. | |
| Проектно-конструкторская. | Изучение конструкционных особенностей аналогичных объектов профессиональной деятельности. Создание пространственных макетов и моделей, оценка влияния их параметров на производственную эффективность опытного экземпляра. К примеру, определение того, какие детали и компоненты имеющихся тележек для транспортировки автомобилей могут быть модифицированы, и что повлечет за собой эта модификация. | ||
| Организационно-управленческая. | Определение способов усовершенствования сервисно-ремонтного процесса и развития эксплуатационной инфраструктуры. Постановка задачи, которая заключается в том, чтобы найти, и зафиксировать методы улучшения и модифицирования организации труда. Проанализировать эти способы на предмет их уместности, возможности и эффективности их применения в экономическом и экологическом аспектах. | ||
| Производ- ственно-технологическая. | Постановка производственно-технологической задачи, связанной с физическим описанием и практической реализацией процесса изготовления объектов профессиональной деятельности. Например, постановка цели – изготовить опытный образец тележки для перемещения автомобилей с усовершенствованной конструкцией. Описание физических основ инструментально-практических способов и особенностей реализации изготовления экспериментального экземпляра. | ||
| Сервисно-эксплуатационная. | Формулировка идеи модернизации сервисно-эксплуатационных параметров изучаемого объекта профессиональной деятельности. Например, усовершенствование тележки для перемещения автотранспорта направлено на повышение эргономики ее | ||
| 1 | 2 | 3 | 4 |
| использования, предотвращение соскальзывания автомобиля при его транспортировке, уменьшение трудозатрат при перемещениях автомобиля. | |||
| Стадия творческого процесса: поиск решения | |||
| Эвристический этап. Курирование деятельности студентов в поиске технического решения. Оказание помощи в осмыслении физических данных, последовательной проверке идей, учете нюансов, фиксации догадок и предположений. Составление рекомендаций по поиску и обработке информации, проверке соответствия применяемых идеальных физических моделей реалиям производственной практики. | Эвристический этап. Творческое всестороннее изучение и осмысление собранной информации. Накопление догадок методами проб, ошибок, рассуждений, методом последовательных приближений, мозгового штурма, обсуждения, эвристической беседы. Осуществление поиска решения поставленной творческой физико-технической задачи в исследовательской группе (коллективно и индивидуально). | Научно-исследовательская. | Всесторонняя оценка физической ситуации, реализация творческой аналитико-синтетической деятельности. Использование адекватного заданию научно-исследовательского аппарата, в том числе современных компьютеризированных методов анализа. Комплексное применение методов аналогии, моделирования, абстрагирования, анализа, синтеза, обобщения, противопоставления в мозговом штурме, направленном на формулировку решения, удовлетворяющего условиям задачи. |
| Проектно-конструкторская. | Конструирование и оптимизация моделей объектов профессиональной деятельности с использованием современных компьютерных программ и систем автоматизированного проектирования. К примеру, создание с использованием программы КОМПАС-3D чертежа тележки для транспортировки автомобилей. Видоизменение имеющейся конструкции тележки, совершенствование исполнения ее элементов. | ||
| Организационно-управленческая. | Осуществление подбора, изучения, анализа и разбора различных комбинаций параметров, влияющих на организационно-техническое применение полученной конструкции. Выбор решений, позволяющих оптимизировать применение нового экспериментального образца в производственной практике. Анализ влияния усовершенствований объекта профессиональной деятельности на его стоимость, долговечность, удобство и простоту. | ||
| Производ- ственно-технологическая. | Планирование создания на практике опытно-экспериментального образца. Анализ и учет производственно-технологических условий, наличие средств, материалов, инструментов, технических и организационных возможностей. Поиск способов выполнения макета, | ||
| 1 | 2 | 3 | 4 |
| полученного методами моделирования. Составление списка необходимых материалов, устройств, инструментов для создания действующего экземпляра усовершенствованного образца профессиональной деятельности инженеров. | |||
| Сервисно-эксплуатационная. | Поиск решения в плане организации сервиса и эксплуатации в процессе изготовления опытно-экспериментального образца. Анализ качества, эргономики, простоты и безопасности опытного экземпляра. Использование государственных стандартов и нормативов качества, безопасности и калькуляции времени выполняемых сервисно-эксплуатационных работ. Оценка экономичности выбранных режимов работы оборудования. | ||
| Стадия творческого процесса: получение принципа изобретения | |||
| Регистрационный этап. Оказание помощи студентам в оформлении и изложении идеи, принципа изобретения (усовершенствования). Оказание консультаций в создании физико-технического описания проекта. | Регистрационный этап. Подробная фиксация результатов творческой деятельности, обоснование их справедливости на основании известных физических явлений, законов и закономерностей | Научно-исследовательская. | Создание лаконичного, простого и ясного физико-технического изложения принципа изобретения с учетом норм и государственных стандартов, принятых в проведении научно-исследовательской деятельности. |
| Проектно-конструкторская. | Оформление в соответствии с государственными стандартами и нормативами результатов создания чертежных изделий и их сопроводительного инженерно-технического описания. | ||
| Организационно-управленческая. | Описание организационно-управленческих условий, необходимых для реализации общего процесса получения конечного результата творческой опытно-экспериментальной деятельности. | ||
| Производ- ственно-технологическая. | Изложение технологии, способа создания опытно-эксперимен-тального образца с указанием условий, материалов, инструментов и требований техники безопасности в его производстве на практике. | ||
| Сервисно-эксплуатационная. | Характеристика сервисно-эксплуатационных преимуществ использования опытно-экспериментального продукта, сравнение физико-технических параметров известного и нового экспериментального оборудования. | ||
| 1 | 2 | 3 | 4 |
| Стадия творческого процесса: превращение принципа в схему; техническое оформление и развёртывание изобретения | |||
| Исполнительно- практический этап. Оказание помощи в стандартизации оформления творческого проекта. Составление рекомендаций по выбору и оформлению списка литературы. Оказание помощи в решении организационных вопросов относительно участия в выставках или конкурсах научно-технического творчества для представления полученных результатов. Оказание помощи студентам в составлении документации по проекту в соответствии с требования оргкомитета | Исполнительно- практический этап. Составление и подготовка технической документации по проекту. Изучение государственных стандартов по составлению и оформлению отчетов по научно-исследовательской деятельности. Изучение документов и положений по сертификации, лицензированию и патентированию научно-технических разработок. Ознакомление с алгоритмами и порядком подготовки документации для представления проектов на конкурсах и выставках технического | Научно-исследовательская. | Стандартизированное оформление результатов научно-технического творчества. Проведение теоретического обоснования научной новизны изобретения, принципа функционирования инновационной модели в соответствии современными физическими знаниями. Описание преимуществ использования, эффективности, эргономичности и безопасности новой опытно-экспериментальной разработки. Характеристика теоретической и практической значимости идеи, модели, принципа нового проекта, усовершенствования, изобретения. |
| Проектно-конструкторская. | Создание законченной модели, макета, проекта нового опытно-экспериментального образца с использованием современных систем автоматизированного проектирования, создание двух или трехмерной модели полученного объекта. Оформление проектно-чертежной документации в соответствии с техническими нормативами и государственными стандартами. Создание электронного портфолио, содержащего основные параметры и физико-технические данные об изобретении. | ||
| Организационно-управленческая. | Решение координационных вопросов относительно связи с организационным комитетом конкурса, выставки научно-технического творчества молодежи, или студенческой конференции. Оформление необходимого для участия пакета документов. Подготовка опытно-экспериментального образца к демонстрации на стендовой площадке или к участию в инсталляции. Подготовка стендового доклада и его оформление. Заполнение заявки участника конкурса, конференции, смотра. | ||
| Производ- ственно-технологическая. | Создание выверенной производственно-технологической документации, содержащей подробные описания, схемы, инструкции, связанные с порядком выполнения работ, необходимых для создания опытно-экспериментального образца. Возможно использование | ||
| 1 | 2 | 3 | 4 |
| выставки или конкурса технического творчества. | творчества. | средств мультимедийной фиксации процесса подготовки необходимых инструментов, а так же сборки и установки элементов конструкции опытно-экспериментального образца. Обработка видеоматериалов с указанием физических параметров использовавшихся производственных процессов. | |
| Сервисно-эксплуатационная. | Разработка инструкционно-информационного бюллетеня, справочника, содержащего описание алгоритма использования нового опытно-экспериментального образца в профессиональной сервисно-эксплуатационной деятельности будущих инженеров. Создание видеоматериалов, отражающих способы использования инновационного технического объекта, и показывающего его преимущества. Создание сопроводительной сервисно-эксплуатационной документации. |
Качественная новизна обучения студентов курсу физики при помощи продуктивной технологии формирования профессиональной компетентности будущих инженеров в процессе изучения физики заключается в усвоении студентами нового, продуктивного стиля поведения и мышления, связанного с применением имеющихся и самостоятельным поиском недостающих знаний для выполнения поставленных инженерных задач. В процессе постановки заданий предполагается производить дифференцированный учет профессиональных интересов личности студента. Педагогическое сопровождение конструктивного поведения задает вектор творческого развития студентов, дает возможность им реализовать себя в продуктивной социально значимой деятельности, позволяющей получить результаты, имеющие значение как на этапе формирования профессиональной компетентности будущих инженеров, так и в перспективе приобретения выпускниками вузов опыта трудовой деятельности. В приведенной ниже Таблице 3.5.2. производится изложение влияния методик, составляющих указанную педагогическую технологию на формирование групп профессиональных компетенций будущих инженеров, относящихся к обобщенным видам профессиональной деятельности. Как и в предыдущих случаях, используется схема описания в соответствии со стадиями творческого процесса, описанными Якобсоном М. П. [193, С. 147]. В Таблице 3.5.2. приведена адаптация этапов творческого процесса к содержанию рассматриваемых методик, в совокупности составляющих проектную технологию формирования профессиональной компетентности будущих инженеров в процессе изучения курса физики. Описание, приведенное в Таблице 3.5.2. сделано на примере одной из методик (методики выполнения творческой деятельности студентов под руководством преподавателя по созданию лабораторного оборудования для исследования физических параметров работы объектов профессиональной деятельности инженеров на примере лабораторного стенда для исследования микропроцессорной системы управления вентильным двигателем), но, остальные методики могут быть описаны аналогичным образом: каждая из них вносит формирующий вклад в увеличение уровня сформированности профессиональных компетенций будущих инженеров. Способы влияния на профессиональные компетенции будущих инженеров в процессе применения указанной методики приводятся в Таблице 3.5.2. в соответствии со стадиями творческого процесса.
Таблица 3.5.2.