CC BY
24
13.00.02 - ТЕОРИЯ И МЕТОДИКА ОБУЧЕНИЯ И ВОСПИТАНИЯ (ПО ОБЛАСТЯМ И УРОВНЯМ ОБРАЗОВАНИЯ) (ПЕДАГОГИЧЕСКИЕ НАУКИ), 13.00.08 - ТЕОРИЯ И МЕТОДИКА ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ (ПЕДАГОГИЧЕСКИЕ НАУКИ) 13.00.02 - THEORY AND METHODS OF TRAINING AND EDUCATION (BY AREAS AND LEVELS OF EDUCATION) (PEDAGOGICAL SCIENCES), 13.00.08 - THEORY AND METHODOLOGY OF VOCATIONAL EDUCATION (PEDAGOGICAL SCIENCES)
УДК 378.147.13
UDC 378.147.13
ГРЯДУНОВА Е.Н.
кандидат технических наук, доцент, кафедра мехатрони-ки, механики и робототехники, Орловский государственный университет имени И.С. Тургенева E-mail: [email protected] ГОРИН А.В.
кандидат технических наук, доцент, кафедра мехатрони-ки, механики и робототехники, Орловский государственный университет имени И.С. Тургенева E-mail: [email protected] ТОКМАКОВА М.А.
Аспирант, Орловский государственный университет имени И.С. Тургенева E-mail: [email protected] ТОКМАКОВ Н.В.
Студент, Орловский государственный университет имени И.С. Тургенева
E-mail: [email protected]
GRYADUNOVA E.N.
Doctor of Technical Sciences, Associate Professor, Department of Mechatronics, Mechanics and Robotics, Orel State University
E-mail: [email protected] GORIN A.V.
Doctor of Technical Sciences, Associate Professor, Department of Mechatronics, Mechanics and Robotics, Orel State University
E-mail: [email protected] TOKMAKOVA M.A. Graduate Student, Orel State University E-mail: [email protected] TOKMAKOV N.V. Student, Orel State University E-mail: [email protected]
СО ДЕРЖАТЕЛЬНЫЙ АСПЕКТ ПРЕДМЕТА ПРИКЛАДНАЯ МЕХАНИКА В УНИВЕРСИТЕТЕ
SUBSTANTIVE ASPECT OF THE SUBJECT APPLIED MECHANICS IN THE UNIVERSITY
В статье представлены результаты анализа учебной литературы по прикладной механике для высших учебных заведений. Дана краткая характеристика электронного учебного комплекса по общеинженерным дисциплинам. Определен необходимый содержательный аспект по предмету прикладная механика.
Ключевые слова: прикладная механика, объем знаний, общетехнические дисциплины, электронный курс, учебный комплекс.
The article presents the results of the analysis of educational literature on applied mechanics for higher education institutions. A brief description of the electronic educational complex in general engineering disciplines is given. The necessary substantive aspect on the subject of applied mechanics is determined.
Keywords: applied mechanics, volume of knowledge, general technical disciplines, electronic course, educational complex.
Введение
Разработка эффективных систем обучения - эта задача не только средней, но и высшей школы. Нормативный аспект педагогической науки, в сегодняшнее время приобретает первостепенное значение [1, 2]. Поэтому особое внимание уделяется разработке новых учебных курсов, методических пособий и онлайн лекций, соответствующих современному уровню знаний, созданию универсальных лабораторных установок с режимом удаленного доступа. Всякая преподавательская деятельность, в том числе и при обучении техническим дисциплинам - целенаправленная деятельность. Мы должны прогнозировать результаты обучения, а именно формировать личность способную быть созидателем нового общества: сознательно постигать сущность бытия и преобразовывать ее.
Основная часть
Организация процесса обучения предполагает вовлечение студентов в самостоятельную работу над теоретическим материалом и его практическим применением. В течении целого столетия формирование общетехнической грамотности в Вузе основывалось на следующих принципах:
1. Получение фундаментальных знаний по математике и физике;
2. Получение фундаментальных знаний по общетехническим дисциплинам: теоретической механике, сопротивлению материалов, теории машин и механизмов, деталям машин, гидравлики;
3. Применение теоретических знаний при выполнении расчетно-графических работ и разработки курсовых проектов;
4. Использование полученных знаний и умений для выполнения дипломного проекта.
Практически все технические вузы страны использовали при обучении одни и те же учебники [3-6], представленные в таблице 1. Эти книги дают студенту фундаментальные знания, на которых основывается его дальнейшее становление как инженера. Содержательный объем знаний составлял более 1240 условных печатных листов. На изучение этих дисциплин отводилось не менее 1000 аудиторных часов. При обучении будущих инженеров в современной высшей школы, эти дисциплины просто отсутствуют в программах по подготовки бакалавров. Они заменены одной - прикладной механикой. В советской высшей школе для не инженерных специальностей читался курс прикладной механики, даже для экономистов. Так как подразумевалось, что экономист возможно будет работать на заводе и должен быть знаком с техническими терминами. Учебник Г.Б. Иосилевича [7] вполне соответствовал необходимому объему знаний для смежных профессий инженера. Книга содержит основы теории прочности из раздела сопротивления материалов, анализ механизмов из ТММ, сведения о наиболее используемых деталях машин и основах взаимозаменяемости.
Анализ современных методических пособий по прикладной механике (таблица 2), показал, что ни одно из них не содержит того объема фундаментальных знаний по техническим дисциплинам, который давала советская высшая школа. Все Вузы страны, выпускающие бакалавров по техническим специальностям, издают свои методические пособия по техниче-
© Грядунова Е.Н., Горин А.В., Токмакова М.А., Токмаков Н.В. © Gryadunova E.N., Gorin A.V., Tokmakova M.A., Tokmakov N.V.
Ученые записки Орловского государственного университета. №2 (87), 2020 r. Scientific notes of Orel State University. Vol. 2 - no. 87. 2020
ским дисциплинам [8-17]. Самый содержательный учебник по прикладной механике, составленный в МАДИ, разделен на три части и имеет объем 641 страниц [15]. Не трудно сосчитать, что это менее 25% от прежнего объема учебного материала. Законы Ньютона, Гюйгенса, Гука, Кеплера, на которых основывается теоретическая механика остаются незыблемыми и сегодня. Но практически во всех пособиях отсутствует материал по данному разделу [9-14]. Об аналитической механике, которая дает общее решение как голомных, так и не-голомных систем в дифференциальном виде совсем забыли. Хотя в современные техники широко используются робото-технические системы. Их эксплуатация, ремонт, не говоря об конструировании механизма с несколькими степенями свободы требует знаний аналитической механики.
Таблица l.
Содержание учебных дисциплин
№ дисциплина Автор Объем, страниц Год издания
1 Теоретическая механика Яблопский Л.Н., Никифоров M.B. 766 1984
2 Сопротивление материалов Беляев K.M. 608 1976
3 Теория машин и механизмов Артоболевский И. И. 640 1988
4 Детали машин Решетов Д.Н. 656 1989
Всего 2670
Таблица 2.
Учебные пособия по прикладной механике
Автор Издательство Год издания Объем, стр.
1 Марченко С.И Ростов н/Д.: Феникс 2006 541
2 под ред. В.В. Джамая Москва: Дрофа 2004 415
3 под ред. Серазутдинов М. Н. Казань: Центр инновационных технологий 2016 326
4 Сурнин В.М. Минск: Новое знание 2008 388
5 Зиомовский В.М Екаренбург: Издательство Урал. Университета 2016 287
6 Никитин С.В. Москва: МАДИ 2014 612
7 Соболев А.Н. КУРС, Инфра-М, 2017 432
Не смотря на сравнительно большой объем материала, содержащихся в учебных пособиях, ни в одном из них не дана теория раскрытия статической неопределимости систем. В практических же задачах чаще всего необходим расчет именно статически неопределимых конструкций. Сложным видам деформаций отведено буквально несколько страниц. Но современная техника подвержена комплексному виду нагрузок и надо уметь рассчитывать каждую из них и учитывать вклад, который она вносит в обеспечение надежности оборудования. Утверждать, что материал изложенный Артоболевским устарел, мы не можем, хотя бы потому, что практически все учебно-методические пособия по прикладной механике, внесли главы из данного учебника. Но в современных методических пособиях содержится материал только по анализу рычажных механизмов. Таким образом, выпускник может проанализировать работу уже созданного кем-то механизма. Изучение синтеза механизмов, дает возможность будущему инженеру создавать новые конструкции. Но данный раздел теории машин и механизмов кратко представлен только в ли-
тературе [9, 16, 17]. Количество видов механических передач, креплений, способов сочленения деталей и их характеристики значительно расширились, но принцип расчетов и их монтаж остался прежнем. Однако раздел «детали машин» ограничен простыми зубчатыми передачами, валами и обзором разъемных соединений. Таким образом, обучение по существующим современным пособиям по прикладной механике не дает обучающимся полной информации о данной дисциплине. Это закономерность нельзя стать грамотным инженером без фундаментальных знаний по общетехническим дисциплинам. Так же как практически не реально в полном объеме освоить общетехнические дисциплины без знаний математики и физики.
Современный студент даже не знает, что он не знает. Невозможно дать полное содержание, как минимум четырех дисциплин, в одном учебнике. Поэтому задача разработки качественного контента по техническим дисциплинам, с использованием новейших информационных технологий, является не только актуальной, но и методически необходимой. На кафедре мехатроники, механики и робототехники разработан электронный учебный комплекс по общеинженерным дисциплинам [17]. Электронный курс позволяет формировать учебный материал в любом объеме, дает возможность вносить изменения и дополнять новыми сведениями во время учебного года. Кроме этого, есть возможность взаимодействия между пользователями, то есть как между студентами, так и между преподавателями и обучающими. Представленный электронный курс обладает высоким уровне адаптивности. Кроме того, предусмотрена большая база тестов, оснащенных системой оценивания пройденного материала. Разработанная платформа-оболочка содержит элементы системы класса LCMS - Learning Content Management System (система управления образовательным контентом) [18].
Репозиторий состоит из сорока восьми основных учебных объектов соответствующих названию технических дисциплин. Таким образом структура страниц верхнего уровня определена дстаточножестко (рис.1), то есть представлен список конкретных технических дисциплин. Через гиперссылки доступна вся информация по интересующему вас предмету [19].
Все представленные материалы соответствуют современным стандартам. При этом в электронном курсе дана вся информация по курсу прикладная механика, соответствующая направлению подготовки бакалавриата. Но кроме этого, дополнительный учебный материал по теоретической механике, сопротивлению материалов, теории машин и механизмов и деталям машин. Наполнение учебным материала осуществляет специалистом в данной области. Преподаватели «старой» высшей школе чаще всего вели один из предметов, входящих сейчас в одну дисциплину, зато знали его досконально и глубоко. Каждый профессор четко знает логику и методику изложения своего предмета и наполняя электронную оболочку учебника руководствуется своим педагогическим опытом.
-А- ОБЩЕИНЖЕНЕРНАЯ ПОДГОТОВКА ЭЛЕКТРОННЫМ учебный комплекс î НАВИГАЦИЯ
список дисциплин
m m j m m m a
ja m i m □ m □
m □ ! 0 □ □ m
——— » EEr* j;
Обязательным содержанием электронного курса (рис. 2) являются лекции презентации, так как они осуществля-
13.00.02 - ТЕОРИЯ И МЕТОДИКА ОБУЧЕНИЯ И ВОСПИТАНИЯ (ПО ОБЛАСТЯМ И УРОВНЯМ ОБРАЗОВАНИЯ) (ПЕДАГОГИЧЕСКИЕ НАУКИ), 13.00.08 - ТЕОРИЯ И МЕТОДИКА ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ (ПЕДАГОГИЧЕСКИЕ НАУКИ) 13.00.02 - THEORY AND METHODS OF TRAINING AND EDUCATION (BY AREAS AND LEVELS OF EDUCATION) (PEDAGOGICAL SCIENCES), 13.00.08 - THEORY AND METHODOLOGY OF VOCATIONAL EDUCATION (PEDAGOGICAL SCIENCES)
ют принцип наглядности. В информационно-справочные материалы входят не только глоссарии, составленные преподавателями, но и основные формулы и положения для данной дисциплины. Методические материала содержат учебники, как новые, так и стары, методические пособия по проведению практических расчетно-графических работ. Контроль знаний осуществляется с помощью тестов, которые разделены по уровню сложности и объему усвоенных знаний. Лабораторный практикум, содержит описание всех лабораторных работ, которые можно осуществить с помощью оборудования, которым располагает ВУЗ. Таким образом, если в данном направлении подготовки запланировано всего 4-е лабораторные работы, обучающий вправе выбрать ту, которая его более заинтересует.
Заключение
Нельзя недооценивать вклад которой вносит изучение общеинженерных дисциплин в формирование профессиональной подготовленности инженера. Задача профессиональной педагогики создание таких методических условий, которые бы обеспечивали доступ обучающего к полному объему существующих знаний по техническим дисциплинам. Необходимо разрабатывать и внедрять специально спроектированные курсы для инженерного образования.
Если мы ходим, чтобы выпускник высшей школы был творческий и думающий человек, ему необходимо дать хотя бы обзор того, что уже сделано в науки. Не может быть поиска решения технической задачи на пустом месте. Изначально невозможно сформулировать и понять техническую задачу, если нет знаний по общеинженерным дисциплинам.
Таким образом, электронный курс обеспечивает один из основных дидиактических принципов - принцип доступности. При этом электронный учебник учитывает и возрастные особенности и разный образовательный уровень, потребности и интересы студентов. Разработанный учебный курс соответствует всем требования современных образовательных систем: доступен, адаптивен, интерактивен.
Библиографический список
1. Краевский В.В. Методология педагогического исследования: пособие для педагога-исследователя. Самара: Изд-во СамГПИ, 1994. 165 с.
2. Касаткина Н.Э. Современные образовательные технологии в учебном процессе вуза: методическое пособие / авт.-сост. Н.Э. Касаткина, Т.К. Градусова, Т.А. Жукова, Е.А. Кагакина, О.М. Колупаева, Г.Г. Солодова, И.В. Тимонина. Кемерово: ГОУ «КРИРПО», 2011. 237 с.
3. Яблонский А.А. Курс теоретической механики. В 2х частях: учебник для втузов. М.: Высшая школа, 1984. 766 с.
4. Беляев Н.М. Сопротивление материалов. Главная редакция физико-математической литературы изд-ва Наука, 1976. 608 с.
5. Артоболевский И.И. Теория механизмов и машин: учебник для втузов. М.: Наука, 1988. 640 с.
6. Решетов Д.Н. Детали машин: учебник для вузов. М.: Машиностроение, 1989. 656 с.
7. Иосилевич Г.Б. Прикладная механика: для студентов втузов. Г.Б. Иосилевич, П.А. Лебедев, В.С. Стреляев. М.: Машиностроение, 1985. 576 с.
8. Марченко С.И. Прикладная механика: учебное пособие / С.И. Марченко, Е.П. Марченко, Н.В. Логинова. Ростов н/Д.: Феникс, 2006. 541с.
9. Прикладная механика / под ред. В.В. Джамая// издательство: Юрайт, 2015. 445с.
10. Прикладная механика: учебник / под ред. М. Н. Серазутдинова// Казань: Центр инновационных технологий, 2016. 326 с.
11. Сурнин В.М. Прикладная механика: учебное пособие // Минск: Новое знание, 2008. 388с.
12. Степанова Т.Ю. Прикладная механика: учебное пособие / Т.Ю. Степанова, В.В. Бойцова // Иван. гос. хим.- техол. ун-т. 2018. 156 с.
13. Бегун П.И. Прикладная механика: учебник. 2-е издание, перераб. и доп.// СПб.: Политехника, 2012. 464с.
14. Зиомовский В.М. Прикладная механика: учебное пособие для вузов // Екаренбург: Издательство Урал. Университета, 2016. 287с.
15. Никитин С.В. Прикладная механика: учебно-методическое пособие в3-х ч. // М.: МАДИ, 2014. 244 с.
16. Самойлов Е.Е. Прикладная механика: учебник для академического бакалавриата // М. : Юрайт. 2015. 318с.
17. Соболев А. Н. Прикладная механика. Основы расчета, проектирования и моделирования механизмов: Учебник в 2 частях// КУРС, Инфра-М, 2017. 432 с.
18. Волков В.Н. Методологические аспекты создания электронного учебного комплекса общеинженерной подготовки / В.Н. Волков, Л.А. Савин, А.А. Стычук, С.В. Терентьев // Информационные системы и технологии. Орел : ОГУ им. И.С. Тургенева, 2017 №5/103. 2017. С. 16 - 22.
19. Волков В.Н. Опыт разработки электронного учебного комплекса общеинженерной подготовки: инструментальные средства создания и наполнения. В.Н. Волков, А.А. Стычук, И.С. Стычук В сборнике: Информационные технологии в науке, образовании и производстве (ИТН0П-2018) VII Международная научно-техническая конференция. Сборник трудов конференции. 2018. С. 221-227.
References
1. Kraevsky V.V. The methodology of pedagogical research: a manual for a teacher-researcher. Samara: Publishing house of SamGPI, 1994.165 p.
2. Kasatkina N.E. Modern educational technologies in the educational process of the university: methodological manual / ed. N.E. Kasatkina, T.K. Gradusova, T.A. Zhukova, E.A. Kagakin, O.M. Kolupaeva G.G. Solodova, I.V. Timonina. Kemerovo: GOU "KRIRPO", 2011.237 p.
3. YablonskyA.A. The course of theoretical mechanics. In 2 parts: a textbook for technical colleges. M.: Higher School, 1984. 766 p.
4. BelyaevN.M. Strength of materials. The main edition of the physical and mathematical literature of the Nauka publishing house, 1976. 608 p.
5. Artobolevsky I.I. Theory of mechanisms and machines: a textbook for technical colleges. M .: Nauka, 1988.640 p.
6. ReshetovD.N. Machine parts: textbook for high schools. M .: Engineering, 1989.656 p.
7. Iosilevich G.B. Applied Mechanics: for university students. G.B. Iosilevich, P.A. Lebedev, V.S. Strelyaev. M .: Mechanical Engineering, 1985.576 s.
8. Marchenko S.I. Applied Mechanics: textbook / S.I. Marchenko, E.P. Marchenko, N.V. Loginova. Rostov n / A: Phoenix, 2006.541 s.
9. Applied Mechanics / Ed. V.V. Jamaiah // Publisher: Yurayt, 2015.445 s.
10. Applied mechanics: textbook / ed. M.N.Serazutdinova // Kazan: Center for Innovative Technologies, 2016.326 s.
11. Surnin V.M. Applied mechanics: textbook // Minsk: New knowledge, 2008. 388 p.
12. Stepanova T.Yu. Applied Mechanics: textbook / T.Yu. Stepanova, V.V. Boytsova // Ivan. state chemical tech. un-t 2018.156 p.
13. Runner P.I. Applied mechanics: a textbook. 2nd edition, revised. and add. // St. Petersburg: Polytechnic, 2012.446p.
Ученые записки Орловского государственного университета. №2 (87), 2020 г Scientific notes of Orel State University. Vol. 2 - no. 87. 2020
14. Ziomovsky V.M. Applied mechanics: textbook for universities // Ekarenburg: Publishing house Ural. University, 2016.287s.
15. Nikitin S.V. Applied mechanics: teaching aid in 3 hours // M .: MADI, 2014.2424 p.
16. SamoilovE.E. Applied mechanics: a textbook for academic undergraduate // M.: Yurayt. 2015.318 s.
17. Sobolev A.N. Applied mechanics. Fundamentals of calculation, design and modeling of mechanisms: a textbook in 2 parts // KURS, Infra-M, 2017.432s.
18. Volkov V.N. Methodological aspects of creating an electronic educational complex for engineering training / V.N. Volkov, L.A. Savin, A.A. Stychuk, S.V. Terentyev // Information systems and technologies. Orel: OSU them. I.S. Turgenev, 2017 No. 5/103. 2017.S. 16-22.
19. Volkov V.N. Experience in developing an electronic educational complex for general engineering training: tools for creating and filling. V.N. Volkov, A.A. Stychuk, I.S. Stychuk In the collection: Information Technologies in Science, Education and Production (ITN0P-2018) VII International Scientific and Technical Conference. Conference proceedings. 2018.S. 221-227.
