Педагогические условия формирования у учащихся научных понятий на уроках теоретического обучения

Наглядность в обучении основана на такой закономерности процесса познания, как его движение от чувственного к логическому, от конкретного к абстрактному. Научные понятия и закономерности легче усваиваются учащимися, если они подкрепляются конкретными фактами в процессе сравнения, проведения аналогий и т.п. В использовании наглядности важно чувство меры, так как увлечение ею может задерживать развитие абстрактного мышления обучаемых. Модификацией применения наглядности в обучении служит получившая распространение теория поэтапного формирования умственных действий (П.Я. Гальперин, Н.Ф. Талызина и др.). В основе этой теории лежит следующая закономерность: всякое умственное действие берет начало с материального, с внешнего действия. Чтобы сформировать любой умственный навык или умение, надо вначале создать учебные условия, моделирующие его в виде действий с предметами и иными объектами, затем перевести его выполнение на вербальный (словесный) уровень. Это позволяет реально управлять процессом формирования умственных действий [39, с.181].

Главная и основная цель использования визуальных информационных моделей - сделать уроки нагляднее и интереснее, предъявить новую информацию, закрепить полученные знания, создавать проблемные ситуации, упростить объект изучения в целях подчеркивания его принципиально важных компонентов, обозначения основных частей объекта условными символами и значками. Использование в учебном процессе рисованных схем-таблиц, опорных конспектов, подвижных схем помогает успешному восприятию материала, оживлению физические абстракции, создает хороший психологический климат на уроке. Практика работы в системе профтехобразования показала, что использование опорных конспектов является наиболее эффективным способом изложения и повторения изучаемого материала. При ответах по опорным конспектам у учащихся исчезает боязнь выхода к доске и резко улучшается качество их устной речи [38, с.15].

Видеофильм, по мнению Степановой Н.П., самое распространенное техническое средство обучения, позволяющее демонстрировать объекты и явления в движении, развитии, анализировать и обобщать материал, а также осуществлять переход от конкретного восприятия к абстрактному. С помощью учебного фильма можно выделить основное и скомпоновать процессы не в естественной последовательности, а так, как это наиболее удобно для понимания их характера. В восприятии звукового фильма активно участвуют и зрение, и слух. Одновременность воздействия на органы зрения и слуха выгодно отличает учебный видеофильм от других средств обучения, позволяет решать важные дидактические задачи. В процессе анализа содержания тех или иных кадров (по ходу их демонстрации) учащиеся подводятся к выводам и обобщениям, а также к установлению причинно-следственных связей. Использование тех или иных методических приемов работы с видеофильмом определяется его особенностями [36, с.13].

Важным средством руководства познавательной деятельностью учащихся в процессе формирования новых знаний, как считает Кузьмичева Н.И., является система специальных заданий (различного рода и характера учебных задач), предопределяющих собой соответствующий тип психологической организации материала, посредством которых этот материал включается в учебный процесс. Основной формой работы учащихся при изучении нового материала в данном случае является система учебных задач. При этом высокая эффективность процесса усвоения учащимися новых знаний достигается в том случае, если каждая из учебных задач вызывает систему взаимосвязанных действий, отвечающих принципу: то содержание, которое в предыдущем действии выступает в качестве цели, должно входить в последующее действие в качестве способа достижения новой цели. Жесткое детерминирование связей, целей и способов предыдущих и последующих действий стимулирует как активное осмысление учащимися изучаемого материала, так и высокую продуктивность непроизвольного запоминания, не уступающего результатам произвольного заучивания в отношении полноты, точности и прочности получаемых знаний. Решение задач, по мнению автора, является не только эффективным средством формирования сознательных и прочных знаний, но и одним из основных путей интеллектуального развития учащихся. Именно в процессе решения специально подобранной системы учебных задач развивается способность учащихся к творческой деятельности, формируются качества, необходимые будущим молодым рабочим на производстве: умение оперативно оценить обстановку и действовать самостоятельно, отыскивая в данной ситуации оптимальное решение; способность к критическому осмысливанию, оценке и практической реализации получаемых результатов [18].

В дидактике задача определяется как один из методов осуществления и проверки результативности обучения и как важнейший фактор повышения познавательной и практической активности учащихся.

Махмутов М.И. под задачами понимает целесообразно подобранные упражнения, главное назначение которых заключается в изучении явлений, формировании понятий, развитии мышления учащихся и привитии им умений применять свои знания на практике [20, с. 35].

С точки зрения Эргановой Н.Е. проблема наглядного представления специально отобранного технического знания рождает особый язык - язык методической деятельности. Еще не так давно считалось, что слово педагога является универсальным средством обучения. Однако в процессе обучения словесное описание технической идеи обнаруживает свою невыразительность и громоздкость. Слово не обладает наглядностью, поэтому педагог не может в объяснении одновременно охватить все элементы конструкции и подробно раскрыть физический принцип действия устройства. В силу этих и других причин в обучении применяют различные наглядные формы представления сущности технической идеи и редуцирования учебной информации. Наиболее широко, по мнению автора, при изучении технических дисциплин используются чертежи, схемы, диаграммы, графики. Необходимость отражать действительность, скрытую от прямого восприятия, добиваться ее многомерного видения требует преимущественного применения в печатных наглядных пособиях графической наглядности - логических схем, диаграмм, графиков. Законченность оформлению этих материалов придают образные иллюстративные элементы (рисунки, документальные фотографии) и текст [ 45 ]. Преимущественные дидактические функции и типичные учебные ситуации, в которых применяются современные средства обучения представлены в таблице 1. [ 24].

Важным вопросом использования средств обучения в учебном процессе является их выбор (конструирование) для занятия.

С.Я.Батышев конструирование средств обучения предлагает осуществлять на основе технологии их комплексного использования:

В соответствии с данной технологией используемый комплекс средств обучения должен:

Таблица 1 Использование современных средств обучения в учебном процессе

Средства обучения	Преимущественные дидактические функции	Типичные учебные ситуации применения
Натуральные объекты: оборудование, инструменты, материалы, образцы продукции и др. Изображения и отображения материальных объектов: рисунки, фотоизображения и др. Модели Макеты, муляжи Экранно-звуковые средства: учебное кино (кинофильмы, кинофрагменты, учебная видеозапись) Слайды Звукозапись Электронное сопровождение урока (презентации, обучающие программы, интерактивная доска и др.) Средства обучения, представляющие описания предметов и явлений объективной действительности условными средствами: плакаты, схемы, графики, диаграммы Учебные комплекты технологического содержания для учащихся: учебник, рабочие тетради, компьютерная поддержка темы.	Позволяют получить точное представление о внешнем виде, устройстве, работе технических объектов; изучить способы применения, регулировки, настройки изучаемых объектов Передают информацию в изобразительной форме. Позволяют искусственно воспроизводить структуру, существенные свойства, связи и отношения изучаемых объектов Позволяют изучать принцип действия, взаимодействие частей, кинема тику механизмов в действии Позволяют получить точное представление о внешнем виде, устройстве, форме, размерах, цвете, масштабных соотношениях частей изучаемых объектов Раскрывают процессы и явления в динамике их развития. Позволяют изучать новые виды техники и технологии, передовые методы труда, являются средством наглядности и самостоятельным источником информации Позволяют воспроизводить системы взаимосвязанных изображений, построенных в соответствии с логикой учебного материала темы. Являются средством наглядности и самостоятельным источником информации Позволяет воспроизводить через магнитофон различные звуковые характеристики (шумы, стуки, ритмы, и т. д.) работающих машин, механизмов, аппаратов Интегрируют воедино возможности всех экранно-звуковых средств отображения информации, мобильны в использовании Позволяют передать информацию в образной графической, схематичной, цифровой форме. Позволяют показать внешний вид, внутреннее устройство, принцип работы, качественные и количественные зависимости изучаемых объектов, процессов, явлений Позволяют предъявлять учащимся учебную информацию, различные учебные задания, формы для заполнения при самостоятельном изучении и закреплении учебного материала. Позволяют индивидуализировать учебный процесс	Демонстрация и самостоятельное изучение устройства, назначения, свойств, способов применения, регулировки, наладки и т. д. Демонстрация и самостоятельное изучение структуры, существенных свойств, связей и отношений изучаемых объектов Демонстрация и самостоятельное изучение принципов действия, взаимодействия составных частей, кинематических цепей механизмов Демонстрация и самостоятельное усвоение общих сведений об изучаемом объекте Изучение быстро или медленно протекающих процессов, недоступных непосредственному восприятию, изучение внутреннего устройства машин, механизмов и процессов в них, изучение циклических процессов Изучение взаимосвязанных объектов, процессов, явлений и их составных частей Демонстрация и отработка приемов слуховой диагностики и регулировки машин и механизмов. Организация всех видов познавательной деятельности учащихся за исключением способов работы с натуральными объектами Демонстрация и самостоятельное изучение устройства, принципа действия, назначения, количественных и качественных зависимостей изучаемых объектов, процессов, явлений Самостоятельное изучение, закрепление, повторение, систематизация учебного материала, упражнения, лабораторно-практические работы, контроль знаний и умений учащихся, программированное изучение учебного материала

- охватывать все узловые вопросы учебного материала учебной программы предмета;

- обеспечивать применение средств обучения в комплексе с учетом их преимущественных дидактических функций и возможностей, типичных учебных ситуаций;

- обеспечивать обучающую деятельность педагога и учебную деятельность учащихся;

- охватывать основные звенья учебного процесса;

- обеспечивать реализацию всех функций процесса обучения: образовательную, воспитывающую и развивающую;

- учитывать экономический, эргономический, гигиенический, экологический факторы и требования безопасности [31 ].

В настоящее с введением такого комплекса является учебно-методический комплект (УМК), включающий учебник для учащихся, рабочую тетрадь, электронное сопровождение уроков, комплекты плакатов, методические пособия для учителя и др.

Учебник содержит основной текст (учебная информация в соответствии с рабочей программой по технологии), дополнительный текст (дополнительная информация, советы мастера), пояснительный текст (справочные материалы). В учебнике для учащихся также представлены практические работы, вопросы и задания для обсуждения и повторения, опорные термины, компьютерная поддержка темы, творческие проекты, графические материалы (рисунки, чертежи, схемы, инструкционные и технологические карты) и др.

Рабочие тетради включают различные задания для учащихся в соответствии с темами и параграфами учебника. В конце каждого параграфа представлена рубрика: самооценка учащихся и оценка учителя. Учащимся также предлагается работа с компьютером (компьютерное сопровождение) по изучаемой теме. Предусмотрены свободные места для самостоятельного заполнения технологической документации на изготовление изделий и др.

Электронное сопровождение уроков включает презентации по изучаемому материалу, плакаты по основным темам программы. Учитель должен уметь результативно использовать материалы УМК для организации работы учащихся, формирования у них универсальных учебных действий .

Безусловно, важным дополнением к УМК будут разработанные самим учителем различные демонстрационные дидактические материалы (модели, макеты, тематические стенды, карточки задания и др.), а также натуральные средства обучения (оборудование, приспособления, инструменты, изделия учащихся).

Формирование научных понятий требует, прежде всего, создания для учащихся соответствующей чувственной опоры - объектов и явлений действительности. Так для изучения понятия «закалка» можно показать учащимся как работает муфельная печь, процессы нагревания и охлаждения заготовки, продемонстрировать твердость детали до и после обработки и др. Вместе с тем, научные понятия отражают не непосредственные чувственные свойства предметов (то, что мы ощущаем), а их общие и существенные объективные отношения и связи. Проблема формирования понятий у учащихся как раз и заключается в том, что указанные связи обнаруживаются не непосредственным восприятием, а в процессе умственной деятельности. Так, факт нагрева или охлаждения заготовки учащиеся смогут ощутить (увидеть) с помощью измерителя температуры (градусника) или с помощью рецепторов пальцев руки (на ощупь). Но, непосредственно почувствовать влияние нагрева и охлаждения для процесса термообработки невозможно. Это можно сделать только за счет умственной деятельности, мыслительных операций сравнения, сопоставления, различения, анализа, синтеза, абстракции, обобщения, конкретизации и др. Так, вывод о разной твердости стальных деталей после термообработки может быть получен с помощью сравнения их обрабатываемости, например, напильником, а умозаключение об эффективности различных режимов закалки делается на основе анализа свойств полученных образцов [24 ].

Конструирование комплекса средств обучения для формирования научных понятий может осуществляться по следующему алгоритму:

1. В соответствии с формируемым понятием и содержанием учебного материала урока определяем перечень необходимых средств обучения, включая УМК (учебник, плакаты, инструменты, оборудование и др.), рабочая тетрадь, компьютерное сопровождение и др.). Основным критерием на данном этапе конструирования является учет преимущественных дидактических функций выбираемых средств обучения (см. Таблица ).

2. Исходя из основных звеньев учебного процесса (восприятие, осмысление, закрепление, контроль учебного материала), выявляем, какие из выбранных средств могут быть использованы для формирования понятия на уроке.

3. На основании выявленных методов обучения (приемов преподавания и учения) определяем средства активизации познавательной деятельности учащихся: проблемные вопросы, задачи и др.

4. Используя возможности учебно-материальной базы, уточняем и корректируем имеющийся комплекс средств обучения [Николаев ].

Выбор средств обучения определяется и возможностями оснащения учебного процесса современным учебно-производственным оборудованием, ЭВТ, учебно-наглядными и техническими средствами обучения, учебно-методической литературой и др. [24].

Кроме того, при выборе средств обучения необходимо учитывать предъявляемые к ним эргономические, гигиенические, экологические требования, а также требования безопасности использования в учебном процессе [31, с.261].

Таким образом, средства обучения - это материальные объекты и предметы, используемые в учебно-воспитательном процессе для достижения поставленных целей. Средства обучения можно классифицировать по нескольким основаниям: материальные объекты, знаковые системы, логические регулятивы деятельности и др.

Средства обучения на уроке должны использоваться в комплексе. Для восприятия содержания научного понятия могут быть использованы натуральные и искусственно созданные средства обучения. Для осмысления научного понятия целесообразно использовать различные виды упражнений и заданий для учащихся на сравнение, обобщение, обоснование и др. Для изучения научных понятий особую дидактическую ценность приобретает моделирование понятий, построение их структурных, логических и др. схем.

Теоретический анализ литературы по проблеме исследования позволил выявить сущность научного (технического) понятия как формы мышления, отражающей наиболее существенные свойства, связи и отношения технического объекта, механизма, узла.

Определено содержание технического понятия под которым понимают совокупность существенных свойств (сторон) технических объектов, механизмов, узлов, отражаемых в сознании с помощью данного понятия. Существенными называются те свойства класса объектов, по которым данный класс объектов отличается от других объектов. Существенные свойства, стороны технических объектов получили название признаков. Признаки могут быть общими (родовыми) и существенными (видовыми).

Выявлено два основных метода формирования понятий - индуктивный (от частного к общему) и дедуктивный (от общего к частному).

На основе анализа психологической литературы нами были выявлены основные действия, направленные на формирование понятий:

- формулирование понятия;

- выделение в понятии существенных признаков;

- сравнение рядоположных признаков понятий, нахождение общего и различного

- закрепление понятия в процессе специальных заданий, упражнений и переноса его в другие условия усвоения

- установление связи изучаемого понятия с ранее сформированными понятиями и понятийными системами.

Нами также рассмотрены понятия методов и средств обучения, их классификации и характеристики. Определены ведущие методы и средства формирования у студентов научных понятий на уроках теоретического обучения в УСПО.

Специфика изучения научного понятия, как образа мышления, требует широкого применения методов, способствующих активизации мышления учащихся, развитию их познавательных способностей и самостоятельности, формированию умений применять полученные знания в различных условиях. Для формирования технических понятий необходимо дать учащимся чувственное представление об изучаемом техническом объекте, явлении, процессе. Для этого чаще всего используются объяснение, беседа, применение наглядных пособий и технических средств обучения.

Осмысленному формированию у учащихся научных понятий способствует выполнение заданий на выделение существенных признаков понятия, сравнение определений родственных понятий, самостоятельное формулирование понятия и др.

ГЛАВА 2. ИССЛЕДОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПЕДАГОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ ФОРМИРОВАНИЯ У УЧАЩИХСЯ НАУЧНЫХ ПОНЯТИЙ НА ЗАНЯТИЯХ ТЕОРЕТИЧЕСКОГО ОБУЧЕНИЯ В УСПО

2.1 Методика проведения и анализ результатов констатирующего эксперимента

Экспериментальное исследование проводилось в БОУ СПО ВО «ЧТТ» Вологодской области со студентами первого курса Слесарь 209 группа.

Исследование состояло из трех относительно самостоятельных частей:

- констатирующий эксперимент;

- формирующий эксперимент;

- контрольный эксперимент.

На первом этапе был проведен констатирующий эксперимент.

Цель констатирующего эксперимента:

- выявить начальный уровень усвоения знаний (научных понятий) учащихся, принимаемых участие в экспериментальной работе.

Методы исследования:

- анализ учебной документации, беседа с преподавателями и студентами, тестирование.

На данном этапе работы были изучены журнал группы и учебные программы, проведены беседы с преподавателем. Для исследования была выбрана группа студентов № 209 обучающихся по специальности «Слесарь. Состав группы - 17 человек. Предмет «Слесарно-сборочные работы МДК-02» Поскольку условий для полноценного педагогического эксперимента не было (не оказалось параллелей) нами проводился квазиэксперимент [8] с одной группой студентов, которая и получила название экспериментальной ( Таблица 2).

Таблица 2. Список студентов, участвующих в эксперименте

Экспериментальная группа студентов
Никита В. Роман Л. Дмитрий К Александр П. Константин Д. Руслан С. Юрий Т. Александр С. Евгений Щ. Дмитрий К. Павел М. Данил Ф Дмитрий С. Иван З. Алексей А. Павел Л. Вячеслав А.

Для определения качества усвоения научных понятий по предмету студентам были предложены задания тестовой формы. Различают четыре уровня усвоения знаний учащимися: ученический, алгоритмический, эвристический и творческий. В соответствии с требованиями федерального компонента профессионального цикла для предмета МДК - 02 наиболее целесообразно применить тесты второго (алгоритмического) уровня. Тесты второго уровня предполагают воспроизведение учебного материала по памяти, что лучше всего подходит для выявления качества усвоенных научных понятий. К ним относятся: тесты-подстановки; конструктивные тесты; типовые задачи и др. Наиболее простыми тестами второго уровня являются тесты-подстановки и конструктивные тесты, в которых требуется вставить или воспроизвести необходимую информацию по памяти [3, с.186].

Учащимся были предложены тестовые задания по только что пройденным темам: «Испытание оборудования» и «Пневматические приводы и их сборка»

Задания были направлены на формулирование определений изученных понятий.

Каждое задание тестовой формы представляло собой определенную совокупность вопросов.

Задание тестовой формы

1. Тельфером называют…

Эталон ответа: «подвесное грузоподъёмное устройство с электрическим приводом».

N = 3

2. Тренога - это…

Эталон ответа: «передвижная опора для оптических приборов».

N = 2

3. Цепные стропы это …

Эталон ответа: «отрезки сварных цепей, имеющих особо прочные звенья». педагогический научный понятие навык

N = 3

4.Приемочные испытания это …

Эталон ответа: «испытания дающие возможность выявить правильность взаимодействия отдельных деталей и сборочных единиц».

N = 4

5. Чем отличаются приемочные испытания от контрольных испытаний ?

Эталон ответа: «контрольные испытания - это повторные испытания после приемочных»

N =2

6. Правильным ли будет такое определение: «Лебедка - это устройство для подъема груза»

Эталон ответа: Не точная формулировка. Правильно - «Лебедка - это грузоподъемное устройство для перемещения груза»

N= 2

7.Что общего и в чем различие между талью и домкратом?»

Эталон ответа: «Общее: то и другое грузоподъемные устройства, отличие: таль обеспечивает подъем сверху, а домкрат - снизу») N= 2

Зная число существенных операций (р) в одном тесте или их наборе и подсчитав в ответе учащихся число правильно выполненных существенных операций (а), можно найти коэффициент усвоения (Кб): Кб = а/р

Наличием эталона и возможности расчета коэффициента усвоения удовлетворяется требование однозначности тестов. При Кб > 0,7 говорят, что деятельность на данном уровне усвоена [3, с.177].

Если провести нормировку коэффициента усвоения по трем интервалам в диапазоне от 0,7 до 1,0, то его можно соотнести с соответствующей оценкой по пятибалльной шкале (таблица 3).

Таблица 3. Интервалы соответствия Ку пятибалльной шкале оценивания

Кб	0,9-1	0,8-0,9	0,7-0,8	Менее 0,7
Отметка Хi	5	4	3	2

Это не единственный способ определения коэффициента усвоения, но наиболее простой [3, с.177].

В нашем случае формула будет иметь следующий вид:

Кусв. = М/N,

где М - число правильно выполненных учащимися операций в задании;

N - общее число операций в задании, которые должен был выполнить учащийся.

Количественные показатели констатирующего эксперимента приведены в таблице 4. Количественный анализ результатов констатирующего эксперимента показал, что коэффициент усвоения у экспериментальной подгруппы Кусв. = 0,63

Качественный анализ ответов студентов показал, что большинство из них (75 %) привели неполные определения научных понятий. Студенты в основном указывали на общие признаки понятия, забывая о его существенных признаках. Например, тельфером называли «подвесное грузоподъёмное устройство» (Дмитрий К., Александр П., Константин Д.), или под приемочными испытаниями понимали «испытания для проверки правильности конструкции» (Павел М., Алексей А.). Некоторые студенты, наоборот указывали на существенный признак понятия, не отмечая его общего признака. Например, давали такое определение: «цепные стропы это прочные звенья цепи» (Юрий Т., Александр С. ). Остальные студенты не смогли точно сформулировать основные компоненты содержания понятия: «Тельфером называют устройство для подъема груза» (Евгений Щ.), «Тренога - это опора для груза» (Руслан С.) Вопросы на выявление особенностей тех или иных понятий, сравнение родственных понятий также вызвали затруднения у испытуемых. Так некоторые студенты (Юрий Т., Александр С. и др.) не смогли заметить то, что лебедка может не только поднимать, но и вообще перемещать грузы в любых направлениях. Часть студентов (Дмитрий К., Иван З. и др.) не смогли найти отличительные признаки между талью и домкратом.

Таким образом, в результате констатирующего эксперимента мы установили, что качество усвоения научных понятий студентами является не достаточно высоким. Большинство из испытуемых привели не полные определения изученных понятий, отметили не все их существенные признаки понятий. Студенты испытывали затруднения при выявлении общих и существенных признаков в родственных понятиях, в нахождении ошибок в предлагаемых определениях понятий и др. Это свидетельствует о том, что на занятиях не достаточно уделялось внимания мыслительным процессам при формировании понятия. Указанное выше позволило перейти к следующему этапу работы - формирующему эксперименту.

Таблица 4. Количественные результаты констатирующего эксперимента.

Экспериментальная группа
Ф.И.О.	Кусв.
Никита В. Роман Л. Дмитрий К Александр П. Константин Д. Руслан С. Юрий Т. Александр С Евгений Щ. Дмитрий К. Павел М. Данил Ф Дмитрий С. Иван З. Алексей А. Павел Л. Вячеслав А.	0,50 0,61 0,56 0,72 0,50 0,56 0,78 0,56 0.67 0,72 0,61 0,72 0,72 0,67 0,72 0,61 0,50
Ку ср.	0, 63

2.2 Методика проведения формирующего эксперимента

Цель формирующего эксперимента:

- на основе выявленных педагогических условий формирования у студентов научных понятий разработать и апробировать экспериментальную методику обучения студентов.

Экспериментальная методика обучения предполагала на занятиях теоретического обучения по дисциплине «Слесарно-сборочные работы МДК- 02» реализацию алгоритма формирования понятий на основе дедуктивного метода: введение термина и определение понятия преподавателем; выделение и разъяснение существенных признаков понятия; осмысление содержания понятия учащимися. В процессе работы над осмыслением изучаемого научного понятия наряду с традиционными методами (объяснение, беседа, демонстрация и др.) использовались различные задания: на объяснение смысла слов и словосочетаний, включенных в определения; на выделение общих и существенных признаков понятия; на сравнение родственных понятий; на составление определения своими словами и др. Более наглядно особенности экспериментальной методики формирования у студентов научных понятий представлены в планах конспектах уроков по темам «Внешняя отделка и окраска машин», «Консервация и упаковка готовой продукции», «Способы установки оборудования на место постоянной работы», «Регулирование положения оборудования на месте постоянной работы: установка оборудования с использованием виброизоляции» (Приложение 1).

Рассмотрим один из уроков более подробно.

Тема урока: «Внешняя отделка и окраска машин».

Цели урока:

Образовательная: усвоить понятия «окрашивание», «сушка» знать способы и виды внешней отделки и окраски машин, закрепить знания по теме

Воспитательная: воспитание бережного отношения к оборудованию

Развивающая: развитие технического мышления студентов

Учебно-материальное оснащение урока:

1. Таблицы: «Способы окрашивания»

2. Плакаты: «Отделка и окраска машин»

Ход урока:

I. Организационная часть (3 мин.)

II. Подготовка к изучению нового материала (5 мин.)

1. Разбор домашнего задания.

2. Опрос на повторение:

- Дайте определение грузоподъемности каната?

- Что такое полиспасты?

- С помощью чего проверяют жесткость станка?

- Назовите параметры испытания станка на жесткость.

- В соответствии с какими техническими условиями проводится испытание оборудования под нагрузкой?

- Назовите изученные нами на прошлом занятии стадии ремонта машин.

3. Сообщение темы и цели урока.

III. Объяснение нового учебного материала (25 мин.)

Сегодня мы рассмотрим следующую стадию ремонта машин - стадию отделки и окраски оборудования. Окраска оборудования является заключительной и весьма трудоемкой операцией общей сборки.

Вводим определение нового понятия: «Окраска машин - покрытие поверхности оборудования пленкой из лакокрасочных материалов с целью предохранения его от коррозии и придания декоративного вида»

На первом занятии знакомим студентов с содержанием любого научного понятия: Любое понятие (определение) состоит из общих и существенных признаков. Общий признак может относиться к разным родственным понятиям. Существенный признак имеет отношение только к данному конкретному понятию. Например, механизм - это техническое устройство, предназначенное для передачи или преобразования движения. Общий признак - «техническое устройство» (этот признак относится и к детали, и к приспособлению, и машине). Существенный признак - это назначение данного технического устройства - «передача или преобразование движения». Этот признак относится только к такому техническому устройству как механизм. Пример механизма - домкрат.

Переходим к изучению нашего понятия «Окраска» или «окрашивание».

Выделяем общий признак понятия : «покрытие поверхности оборудования пленкой».

Выделяем существенный признак понятия: пленка из лакокрасочных материалов.

Разъясняем признаки понятия (при этом демонстрируем наглядный материал и задаем вопросы студентам на осмысление содержания понятия):

- «покрытие пленкой» - нанесение на поверхность оборудования тонкого слоя какого либо материала;

- «лакокрасочный материал» - это лак или краска, которым покрывают поверхности оборудования;

- «сохранение от коррозии» - защита от появления ржавчины;

- «декоративный вид» - привлекательный, эстетичный вид.

Вопросы на осмысление.

1. Какой пленкой кроме краски (лака) можно покрыть поверхность оборудования для его защиты от коррозии? (варианты ответов: масляной). В чем достоинство краски? Почему именно окрашивание является наиболее часто используемым способом (варианты ответов: долговечность, эстетичность, возможность использования разных цветов).

2. Дайте свое определение окрашивания (варианты ответов : «Покрытие слоем краски поверхности машин с целью защиты от появления ржавчины» и др.)

Процесс окраски состоит из:

- грунтования

- шпатлевания

- окрашивания поверхностей

- сушки

- отделки окрашенных поверхностей.

Грунтование и шпатлевка поверхностей производится после их очистки и обезжиривания. Грунт наносят на подготовленную поверхность для прочного сцепления с ней последующего покрытия. Применяют масляные, битумно-масляные, нитроразбавляемые и водоразбавляемые грунты. Загрунтованную поверхность подвергают шпатлевке. Толщина слоя шпатлевки должна быть минимальной, при большой толщине слоя снижается прочность покрытия.

Наибольшее распространение в машиностроении получили лакомасляные и быстровысыхающие нитрошпатлевки. Окрашивание поверхностей выполняют в один или несколько слоев. Для окрашивания применяют масляные или эмалевые краски и лаки. Эмалевые краски подразделяют на масляные, нитро- и спиртовые эмали. Срок сушки нитроэмалей -- 30...40 мин. При высыхании они образуют твердый блестящий слой. Продолжительность сушки масляных и спиртовых эмалей составляет 24...48 ч.

Помимо нитроэмалей применяют перхлорвиниловые эмали, для специальных целей используют алкидно-меламиновые, эпоксидные и пентафталиевые эмали горячей сушки. Если окрашиваемое оборудование работает в помещении, то используют нитроэмали. Если поверхность оборудования подвергается воздействию щелочных смазывающе-охлаждающих жидкостей, то окраску производят перхлорвиниловыми эмалями. Эпоксидные эмали применяют для оборудования, работающего в химически активных средах так как эти эмали обладают повышенными механическими свойствами.

В зависимости от конкретных условий производства применяет различные способы окрашивания:

- ручное окрашивание;

- окрашивание распылением;

- окрашивание окунанием;

- окрашивание обливанием;

- окрашивание в барабанах, колоколах, автоматах и других специальных установках.

Ручное окрашивание не требует предварительной зашиты участков поверхности, не подвергающейся окрашиванию, но такая окраска малопроизводительна (10... 12 м2/ч) и неудобна при работе с быстровысыхающими материалами. Потери краски при этом методе составляют до 5 %. Применяют ручную окраску в условиях единичного производства. При тщательном ее выполнении получают достаточно качественные покрытия.

Окрашивание распылением отличается от ручного большей производительностью и может применяться для нанесения защитных и декоративных покрытий на изделия различных габаритных размеров. Этот метод позволяет наносить быстровысыхающие лакокрасочные материалы (нитролаки и нитроэмали) с образованием ровного покрытия. Метод легко автоматизируется с помощью специальных установок и промышленных роботов. Различают механическое, воздушное и безвоздушное распыление и распыление в электростатическом поле.

При механическом распылении краска подается к форсункам насосом.

При воздушном распылении краска распыляется в струе сжатого воздуха и в виде «тумана» переносится на окрашиваемую поверхность. Производительность этого метода 30... 80 м2/ч, а потери краски составляют 40...50 %.

При безвоздушном распылении краска в нагретом до 90 °С состоянии под давлением 20...40 МПа выбрасывается из сопла и распыляется. Этот метод позволяет применять более вязкие материалы, что сокращает расход растворителя и время сушки. Потери краски при этом составляют 25...50%, а производительность -- до 200 м2/ч.

При распылении в электростатическом поле краска подается распылителем и переносится на окрашиваемую поверхность металлического изделия, получающего положительный заряд от источника постоянного тока высокого напряжения (распылитель имеет отрицательный заряд). Потери краски составляют менее 5 %.

Окрашивание окунанием используется, как правило в серийном и массовом производстве. Этим методом окрашиваю? изделия простой формы и конструкции, окуная их в ванну и вынимая из нее. После стекания излишков краски изделие помещают в сушильную камеру. Одной из разновидностей этого метода окрашивания является метод электрофореза, который применяют в автоматизированном производстве.

Окрашивание обливанием применяется для крупно-габаритных изделий с большой площадью поверхности, подлежа-щей окрашиванию. Этот метод может осуществляться как вручную, так и с использованием механизированного оборудования. При окрашивании обливанием изделие находится в парах растворителя определенное время, в течение которого краска растекается по поверхности равномерным слоем. Покрытие получается гладким, без пор и равномерной толщины.

Окрашивание в барабанах, колоколах, автоматах и других специальных установках применяется в условиях массового производства. Этим методом окрашивают мелкие детали.

Вопрос к учащимся: «Можно ли сразу производить окрашивание поверхности оборудования или надо что-то предварительно с этой поверхностью сделать?» (предполагаемый ответ: «Надо тщательно вымыть и просушить поверхности»)

Сушка окрашенных изделий в значительной степени определяет качество лакокрасочного покрытия. Что же такое сушка?

Вводим определение нового понятия: «Сушка -- это сложный химический процесс, состоящий из испарения растворителя и окисления или полимеризации пленки».

Выделяем общий признак понятия : «сложный химический процесс».

Выделяем существенный признак понятия: наличие процессов испарения растворителя и окисления или полимеризации пленки.

Разъясняем признаки понятия (при этом демонстрируем наглядный материал и задаем вопросы на осмысление содержания понятия):

- «химический процесс» - наличие химических реакций (соединение разных веществ, которые ведут к их качественному изменению);

- «испарение» - это превращение вещества в газообразное состояние (пример образование пара при кипении воды);

- «растворитель - жидкость, растворяющая различные вещества, например уайт-спирит», олифа и др.)

- «полимеризация пленки» - появление твердой пленки из полимерных (твердых) материалов;

Вопросы на осмысление.

1. Для чего производиться сушка поверхности перед ее окрашиванием? (варианты ответов: «чтобы лучше «приставала» краска» и др.)

2. Какая химическая реакция происходит при сушке? (варианты ответов: окисление - соединение с кислородом)

3. Какие химические процессы (реакции) кроме сушки Вы знаете? Приведите примеры (варианты ответов: реакция кислоты с металлами и др.)

4. Дайте свое определение сушки (варианты ответов : «Сушка - это процесс испарение или окисления растворителя с поверхности оборудования».)

Различают сушку естественную и искусственную. Существует несколько способов искусственной сушки:

- конвекционная, основана на нагреве окрашенного изделия горячим воздухом в специальных сушильных шкафах. Образующаяся при этом корка препятствует испарению растворителя, что удлиняет время сушки. Поверхность изделия обдувается горячей газовоздушной смесью, которая подается в сушильную камеру с помощью вентилятора;

- лучистой энергией от рефлекторов, в которых в качестве источника тепловой энергии используют специальные лампы (производительность рефлекторной сушки в 3--5 раз превышает производительность сушки подогретым воздухом);

- токами высокой частоты, применяемая только в условиях массового производства;

- терморегуляционная, основанная на поглощении инфракрасных лучей окрашенной поверхностью. Сушка лакокрасочного слоя в этом случае начинается с нижних слоев покрытия, в результате чего ускоряется испарение растворителя. Время сушки сокращается в 5--10 раз, а качество лакокрасочного покрытия повышается. В терморегуляционных сушильных камерах нагрев осуществляется за счет инфракрасного излучения.

Отделка окрашенных поверхностей включает в себя лакирование, полирование и художественное оформление. Лакирование повышает стойкость покрытия и придает ему блеск. Лаковое покрытие наносят в один или несколько слоев. Блестящая поверхность при лакировании достигается при помощи полирования отлакированной поверхности фетровыми кругами и применением при этом специальных паст. Художественное оформление предусматривает нанесение узких линий, рисунков и фабричных знаков.

В некоторых случаях окраску изделия производят по более простому технологическому процессу без выравнивания поверхности, шпатлевки и отделки, например, окраска задних скосов автомобиля, коробки передач и других узлов.

IV. Закрепление нового материала (10 мин) :

Вопросы учащимся:

Что такое окраска?

Из чего состоит процесс окраски?

На какие эмали подразделяются эмалевые краски?

Какие способы окрашивания существуют?

Чем отличается окрашивание распылителем от ручного окрашивания?

Что включает в себя отделка окрашенных поверхностей?

Что такое сушка? Зачем она необходима? Какие способы сушки Вы знаете?

V. Подведение итогов: (2 мин.)

Аналогичную методику формирования у студентов научных понятий мы использовали и на остальных занятиях (см. Приложение )

2.3 Методика проведения и анализ результатов контрольного эксперимента

После формирующего эксперимента было предусмотрено повторное тестирование студентов с целью диагностики качества усвоения ими технических понятий, приобретенных в ходе проведения уроков.

Тест был проведен по теме «Внешняя отделка и окраска машин» и «Консервация и упаковка готовой продукции».

Задания тестовой формы

1. Дайте определение термина «сушка»?

Эталон ответа: «это сложный химический процесс, состоящий из испарения растворителя и окисления или полимеризации пленки».

N=4

2. Дайте определение термина «консервация»?

Эталон ответа: «это технические меры защиты от коррозии, применяемые для предохранения двигателей, станков и др. во время бездействия, перед длительным хранением».

N= 4

3. Дайте определение термина «фундамент»

Эталон ответа: «это подземная или подводная часть здания (сооружения), воспринимающая нагрузки и передающая их на основание».

N=4

4. Дайте определение термина «крепление»

Эталон ответа: «это устройство для скрепления, закрепления чего-либо».

N=2

5. Дайте определение термина «контрольное испытание»

Эталон ответа: «это повторные испытания, проводимые в том случае, если в результате приемочных испытаний выявились недостатки в работе агрегатов».

N=3

6. Дайте определение термина «оборудование»

Эталон ответа: «это совокупность машин, механизмов, приборов, устройств, используемых для работы или производства».

N= 6

7. Что общего между консервацией и окрашиванием?

Эталон ответа: «покрытие поверхности материалами, предохраняют от коррозии».

N=2

8. Правильным ли будет такое определение понятия «фундамент» (ответ обоснуйте)? «фундамент» - это основание на котором стоит здание (сооружение)?

Эталон ответа: «Нет, так как не указывается то, что фундамент это часть здания (сооружения) и то, что она воспринимает нагрузки».

N=2

Методика обработки результатов второго эксперимента аналогична первому эксперименту. В результате нами были получены данные, которые представлены в таблице 5.

Количественный анализ контрольного среза показал, что средний коэффициент усвоения у студентов экспериментальной группы составил Ку ср. = 0,75, что на 0, 12 больше чем на этапе констатирующего эксперимента

(Ку = 0, 63). Это наглядно мы можем увидеть на диаграммах (Рис. 3 и Рис.4.) Это говорит о том, что и уровень усвоения понятий у студентов после проведения занятий по экспериментальной методике обучения стал выше.

Таблица №5 Количественные результаты контрольного эксперимента

Экспериментальная группа
Ф.И.О.	Кусв.
Никита В. Роман Л. Дмитрий К Александр П. Константин Д. Руслан С. Юрий Т. Александр С. Евгений Щ. Дмитрий К. Павел М. Данил Ф Дмитрий С. Иван З. Алексей А. Павел Л. Вячеслав А.	0,82 0,93 0,74 0,82 0,63 0,85 0,56 0,63 0.63 0,82 0,67 0,82 0,74 0,82 0,93 0,63 0,70
Ку ср.	0, 75

Рис.3. Сравнительная диаграмма результатов констатирующего и контрольного экспериментов по каждому студенту



Рис.4. Сравнительная диаграмма результатов констатирующего и контрольного экспериментов по каждому студенту

В результате качественного анализа выявлено, что студенты экспериментальной подгруппы с повторными заданиями по изученным понятиям справились лучше, чем в первый раз. Так абсолютное большинство студентов (65%) в определениях понятий указали как общие, так и существенные признаки.

Часть студентов (30 %) привела определения с использованием своих слов, как они понимают сущность рассматриваемого понятия. Например «контрольное испытание - это дополнительное испытания, когда сразу не определились неисправности в работе станка» (Данил Ф.), «консервация - это предохранение от коррозии, когда оборудование необходимо долго хранить (Дмитрий К.).

Многие студенты (23%) смогли сравнить родственные понятия, найти в них общие существенные признаки. Например, на вопрос « Что общего между консервацией и окрашиванием?» Юрий Т. ответил «они помогают сохранить оборудование от ржавчины».

Таким образом, по результатам педагогического исследования проведенного на базе БОУ СПО ВО «ЧТТ» Вологодской области со студентами первого курса Слесарь 209 группа, можно сделать вывод, что реализуемые нами в эксперименте педагогические условия формирования у студентов научных понятий на занятиях теоретического обучения в УСПО принесли определенный положительный эффект.

Большинство студентов после экспериментального обучения начинали выделять главное (сущность) изучаемых научных понятий, при формулировках определений обращали внимание на общие и существенные признаки понятий, смогли выделить в родственных понятиях общее, находили ошибки в других формулировках изученных понятий. Несколько повысилась на занятиях и активность студентов. Это выразилось, прежде всего, в желании некоторых из них задавать вопросы преподавателю, попытках дать определение понятия своими словами и др.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате анализа психолого-педагогической литературы нами были рассмотрены научные закономерности формирования понятий. Под научным понятием мы понимаем образ мышления, отображающий общие и существенные признаки объекта или явления.

Техническое понятие - форма мышления, отражающая наиболее существенные свойства, связи и отношения технического объекта, механизма, узла.

На основе анализа психологической литературы нами был выявлены учебные действия по формированию научных понятий у учащихся:

1. Формулирование понятия преподавателем и выделение в нем общих и существенных признаков.

2. Разъяснение основных признаков понятия с помощью наглядных средств обучения, уточнение имеющихся представлений у учащихся.

3. Сравнение рядоположных признаков понятий, нахождение общего и различного. Формулирование понятия учащимися.

4. Закрепление понятия в процессе специальных заданий, упражнений и переноса его в другие условия усвоения.

5. Установление связи изучаемого понятия с ранее сформированными понятиями и понятийными системами.

Также нами были рассмотрены понятия методов и средств обучения, их классификации и характеристики. Определены ведущие методы и средства формирования у студентов научных понятий на уроках теоретического обучения в УСПО: объяснение; беседа; демонстрация наглядных материалов, дающих чувственное представление об изучаемых объектах и процессах; различные задания на осмысление понятийных связей и др. В результате анализа литературы по проблемам профессионального образования нами были определены педагогические условия формирования у студентов научных понятий на уроках теоретического обучения в УСПО:

- реализация алгоритма формирования понятий на основе дедуктивного метода: введение термина и определение понятия преподавателем; выделение и разъяснение существенных признаков понятия; осмысление содержания понятия учащимися;

- наряду с традиционными методами (объяснение, беседа, демонстрация и др.) для осмысления понятия использование различных заданий: на объяснение смысла слов и словосочетаний, включенных в определения; на выделение общих и существенных признаков понятия; на сравнение родственных понятий; на составление определения своими словами и др.;

Указанные выше педагогические условия были реализованы в экспериментальной методике обучения студентов по предмету «Слесарно-сборочные работы». Было проведено четыре занятия.

Результаты педагогического эксперимента показали, что средний Ку научных понятий у студентов экспериментальной группы увеличился на 0, 13 и составил 0, 75. Качественный анализ контрольного эксперимента свидетельствует о том, что большинство студентов после экспериментального обучения начинали выделять главное (сущность) изучаемых научных понятий, при формулировках определений обращали внимание на общие и существенные признаки понятий, смогли выделить в родственных понятиях общее, находили ошибки в других формулировках изученных понятий. Несколько повысилась на занятиях и активность студентов. Это выразилось, прежде всего, в желании некоторых из них задавать вопросы преподавателю, попытках дать определение понятия своими словами и др.

Таким образом, можно сделать вывод, что гипотеза нашего исследования подтвердилась. Более объективно можно будет сказать об этом, если выполнить математическую обработку количественных результатов исследования.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Безрукова В.С. Педагогика. Екатеринбург: изд-во «Деловая книга», 1999.- 119 с.

2. Беспалько В.П. Основы теории педагогических систем (Проблемы и методы психолого-педагогического обеспечения технических обучающих систем). - Воронеж, издательство Воронежского университета, 1977. - 303 с.

3. Беспалько В.П. Слагаемые педагогической технологии - М.: Педагогика, 1989.-192 с.

4. Вишнякова С.М. Профессиональное образование. Словарь. Ключевые понятия, термины, актуальная лексика. - М.: НМЦ СПО, 1999. - 538 с.

5. Давыдов В.В. Теория развивающего обучения. М.: Педагогика, 1986.

6. Даль В.И. Толковый словарь русского языка. Современная версия. - М.: Изд-во ЭКСМО, 2002. - 640 с.

7. Дидактические материалы по методике профессионального обучения: Учебно-методическое пособие/Сост. В.В. Николаев, А.А. Листвин. - Череповец, 2004. - 38 с.

8. Дружинин В.Н. - Экспериментальная психология: Учебник для вузов. 2-е изд. - СПб.: Питер, 2006. - 320с.: ил. - (Серия «Учебник нового века»).

9. Дубравина И.В. Возрастная и педагогическая психология: Учебное пособие - М.: Академия, 2002. - 330с.

10. Закирова А.Ф.. Понятийная база современной педагогики//Педагогика. - 2001. - №7. - с.7-12

11. Жиделев М.А. Современные методы обучения. - М.: Высш. шк., 1985.

12. Качество знаний учащихся и пути его совершенствования/Под ред. М.Н. Скаткина, В.В. Краевского. - М., Педагогика, 1978. - 355 с.

13. Кирсанов А.А.. Понятийно-терминологическая специфика инженерной педагогики // Педагогика. - 2001. - №3. - с.10-16.

14. Коджаспирова Г.М., Коджаспиров А.Ю. Педагогический словарь: Для студ. высш. и сред. пед. учеб. заведений. - М., Издательский центр «Академия», 2001. - 176 с.

15. Краткий психологический словарь/Сост. Л.А. Карпенко; Под общ. ред. А.В. Петровского, М.Г. Ярошевского. - М.: Политиздат, 1985. - 431 с.

...