Проблеми вітчизняного підручника з електротехніки (дидактика контрольних запитань)

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

ПРОБЛЕМИ ВІТЧИЗНЯНОГО ПІДРУЧНИКА З ЕЛЕКТРОТЕХНІКИ (ДИДАКТИКА КОНТРОЛЬНИХ ЗАПИТАНЬ)

Латинін Ю.М.

З позицій сутнісного, системного підходу проаналізовані контрольні запитання вітчизняних підручників з електротехніки на відповідність їх вимогам дидактики. Сформульовані засади, на яких повинна базуватися ця частина підручника. Запропоновані заходи щодо вдосконалення: поліпшення структури, змісту, формулювання контрольних запитань.

Латынин Ю.М.

Проблемы отечественного учебника по электротехнике. (ч3. Дидактика контрольных вопросов)

Проведен анализ учебников, учебных пособий по электротехнике на соответствие требованиям дидактики, системному и сущностному подходам. Сформулированы основы, на которых должна базироваться эта часть учебника. Предложены меры по ее совершенствованию: грамотной формулировке, тесной связи с будущей профессиональной деятельностью, устранения противоречий, более глубоком структурировании и т.д.

Yu. M. Latynin

Problems of a Domestic Textbook in the Electrical Engineering (р.3. Control Questions is it to be Like)

The analysis of a practical work of the textbooks in electrical engineering is carried out, which concerns laboratory works on their conformity of didactic to the requirements. The bases are formulated, on which this part of the textbook should be based, the measures concerning improvement definitions of control questions, structure them and references are offered.

Постановка проблеми

В Україні створюється національна навчально-методична література. Вона повинна відповідати розвитку суспільства, реаліям сьогоднішнього та потребам майбутнього днів, забезпечувати вдосконалення навчального процесу. Контрольні запитання (КЗ) є одними з складових будь-якого сучасного підручника (П). Від того, якими вони будуть залежить його якість, й засвоєння знань студентами, спрямованість навчального процесу. Створюючи зворотний звязок, вони допомагають студентові проконтролювати рівень засвоєння знань. Отже, виробка, формулювання критерію, вимог, яким вони повинні відповідати, щоб найкращим чином виконувати те, на що вони призначені дидактикою, є актуальним завданням.

Аналіз останніх досліджень та публікацій

Питанню дидактики КЗ, аналізу їх змісту, формулювань, кількості, спрямованості тощо майже не приділяють уваги. В [1-6] розглядаються лише найбільш загальні вимоги до П. Стосовно КЗ вони не містять вимог сутнісного, кількісного, структурного, методичного, системного чи дидактичного (окрім загально-дидактичних) характеру В публікації [7] були розглянуті лише окремі дидактичні аспекти КЗ, які стосуються лабораторного практикуму П з Е. В методичних вказівках МОНУ стосовно підготовки навчальних посібників (розділ. 2.4 Питання, тести, завдання) сказано, що їх розміщують “наприкінці кожної структурної частини, глави, параграфа. Вони сприяють формуванню практичних прийомів, навичок, логічного мислення. Методично правильно поставлені питання є запорукою того, що засвоєння знань у процесі самостійної роботи з книгою приведе до їх практичного застосування. У ході виконання КЗ бажано передбачити використання обчислювальної техніки, аудіовізуальних засобів навчання, забезпечити умови обов'язкового використання нормативної та довідкової літератури”. Аналізуючи П з педагогіки стосовно кількості, розташування КЗ можна зробити висновок, що у авторів їх немає єдності. КЗ в них, як правило, розміщають наприкінці глави (3-7 параграфів). Кількісно вони також суттєво розрізняються. В типових П останніх років їх від 3,4 (іноді і зовсім немає) до 50. У першому випадку навіть перелік літературних джерел є більшим. Цей підпункт останнього параграфу глави (у змісті П, як правило, його немає) носить різні назви: питання та вправи, питання та завдання, питання для самоперевірки, питання і завдання для самоперевірки та обміркування, контрольні тести тощо.

контрольне запитання підручник електротехніка

Постановка завдання

Мета публікації полягає в аналізі розділу КЗ сучасних П з електротехніки (Е) [8-13] та виробки критерію, яким вони повинні відповідати. Нижче переважно розглядатимуться й аналізуватимуться КЗ. Але усі висновки можна віднести й до формулювань типових задач, завдань і, особливо тестів, оскільки останні після вступу України у болонський процес стають одними з найголовніших компонентів перевірки знань студентів.

Виклад основного матеріалу

КЗ, тести, забезпечуючи зворотний зв'язок, допомагають студентові визначити придбані знання, вироблені навички чи вміння. Вони, у першу чергу, повинні спонукати студента створювати власні знання, висновки, визначати подальшу його діяльність, бути прив'язаними до фахової характеристики, у другу - із знаннями, навичками чи вміннями, які є допоміжними на цьому шляху. На жаль, переважна більшість КЗ з Е спрямовується на рішення другої задачі. Нові П з Е не містять КЗ спрямованих або пов'язаних з майбутньою фаховою діяльністю студентів. Не дивлячись на те, що вони затверджені МОНУ як посібники (НП) чи П для тієї чи іншої спеціальності, по сутності є П загального призначення. Таке становище істотно знижує ефективність навчання.

Фахову спрямованість стосовно розділів електричних або магнітних кіл відносно важко забезпечити. Але матеріал цих і інших розділів П для студентів різного фаху повинен відрізнятися. Отож, і КЗ для студентів різних спеціальностей повинні відрізнятися за змістом й формою, окрім можливо найбільш типових й загальних. Щоб прив'язати їх до фахової характеристики майбутнього спеціаліста, вони повинні містити терміни та поняття, що характерні для цього фаху. Наприклад, для студентів фаху 6.010100.36 КЗ стосовно електричних кіл постійного струму можуть бути такими: “За якою формулою визначають потужність, що споживає електродвигун вентилятора випрямляча чи процесора комп'ютера?” КЗ з цієї теми можна формулювати не тільки якісного, але й кількісного характеру, відповідь на яке потребує виконувати й числові розрахунки. Зауважимо, що НП з Е для цього фаху повинні містити відповідний матеріал, а також вірні відповіді. Наступне КЗ. “Які напруги забезпечує вторинне джерело постійної напруги випрямляча системного блоку комп'ютера?” Яке джерело живлення використовують у материнській платі системного модуля комп'ютера, щоб відстежувати час, коли він відключений від мережі живлення? Наведіть його характеристики”. Для студентів теплоенергетичного фаху (6.090521) можливе таке КЗ: “За якою формулою визначають електричну потужність, що споживає обмотка збудження синхронного генератора?” Для студентів, діяльність яких буде зв'язана з зварювальним виробництвом (6.010101.04) КЗ можуть мати творчий характер. Наприклад, “Стабільне загорання електричної дуги має місце при напрузі 60-70 В, а горіння останньої - при 30 В. Що треба додатково ввести у електричне коло зварювального пристрою, щоб забезпечити стабільність процесу зварювання?” З розділу “трифазні електричні кола” КЗ для студентів фаху 6.090521 можуть бути таким: “За якими схемами з'єднують між собою обмотки синхронного генератора на тепловій електричній станції. Як при цьому співвідносяться фазна та лінійна напруги та відповідний лінійний та фазний струми”. КЗ, що стосуються властивостей, характеристик трансформаторів, електричних машин те ж необхідно прив'язувати до фахової характеристики майбутнього спеціаліста. Наприклад, для студентів із зварювального виробництва КЗ може бути таким: ”Чим відрізняється зварювальний трансформатор від силового”. Для студентів комп'ютерного фаху запитання з розділу “електричних машин” стосуються у більшості мікромашин, які використовують у приводах вентиляторів, дискет, дисків, принтерів тощо.

Як правило, НП з Е створюють спеціалісти електрики, наприклад, у галузі електричних машин. Тому не дивно, що вони, а відповідно й деякі КЗ, мають спрямованість на підготовку електриків. Чи буде студент не електричного фаху вирішувати проблеми, які ставить наступне КЗ: “Що таке номінальна зміна напруги при скидані навантаження і чому при ємнісному навантаженні його величина від'ємна?” З подібною ситуацією навіть фахівець електрик, який експлуатує чи досліджує синхронний генератор, не зустрінеться: навантаження у потужній енергосистемі є активно-індуктивним, але не ємнісним. Формулювати такі КЗ для фахівця, що не буде електриком, недоцільно. Тому не дивно, що у переліку джерел інформації можна зустріти підручники з теоретичних основ електротехніки [8], які призначені для електричних спеціальностей. Таке становище допустимо, на наш погляд, у випадку поглибленого вивчення матеріалу, якщо П цих питань не містить, або розглядає їх без відповідної глибини. В такому випадку літературні джерела теж структурують. Аналогічно відповідь на КЗ “Дати характеристику фізичних процесів (яких і де!?), привести механічні характеристики (чого!?), вказати можливі діапазони й економічність різних способів регулювання частоти обертання асинхронних двигунів з короткозамкнутим ротором при зміні величини живильної напруги, частоти струму в статорі чи числа пар полюсів обмотки статора” зможе зробити не кожний студент електротехнічного фаху. Це КЗ занадто загальне й охоплює суттєво різні аспекти: від фізики процесів до характеристик асинхронного електродвигуна. Такий підхід суперечить дидактичному принципу послідовності і не надмірності. Доцільно, коли КЗ будуть відповідати й обраному у П принципу викладання матеріалу: дедуктивного або індуктивного, тобто від часткового до загального або навпаки. Подібні недоліки має таке КЗ: “Сутність (чого?!), фізичні процеси (де?!), механічні характеристики, достоінства і недоліки регулювання частоти обертання асинхронних двигунів з фазним ротором зміною активного опору ланцюга обмотки ротора”.

Майбутній фахівець, що не матиме відношення до електрики, повинен вміти користуватися вже готовим існуючим електротехнічним та електронним обладнанням. Він не буде його вдосконалювати і формулювання типових задач повинно відповідати майбутньому фаху. Тому КЗ “Постановка задачі регулювання частоти обертання асинхронних двигунів”, “Які існують способи поліпшення комутації”, або “Які існують засоби ослаблення комутації якоря?” стосуються у першу чергу студентів електриків. Аналогічно КЗ П [8]: “у мережі, що живить асинхронний трифазний двигун, напругу зменшили в два рази, а частоту збільшили у 1,5 рази. Як зміниться частота обертання ротора, якщо двигун працює у режимі холостого ходу?” суперечить загальновідомим положенням стабільності напруги мережі, а тим більше її частоти, яка є постійною. У майбутнього спеціаліста може виникнути помилкова думка, що ці параметри силової мережі можна змінювати у значних межах. Але такі зміни можливі тільки у вторинному джерелі живлення, до якого приєднують АД. Тому, формулюючи КЗ стосовно впливу суттєвої зміни напруги та частоти мережі, треба підкреслювати, що двигун приєднаний до вторинного джерела живлення.

Не слід формулювати КЗ з назвами законів, що стосуються інших навчальних дисциплін, наприклад фізики, якщо під такими вони там не відомі. Наприклад, “Сформулюйте закон електромагнітної інерції”. Але такого закону немає. Отож, й запитання стосовно його є недоречним. Правило Ленца є наслідком закону збереження енергії (Больш. энциклопед. словарь. Физика. Больш. Росийская энциклопедия, М.,1999,-с.346), але не електромагнітної інерції. Тому формулювання, назва законів, які фігурують у різних навчальних дисциплінах повинні бути практично тотожні. Зауважимо, що закони Кірхгофа фігурують у фізиці не як закони, а як правила. І це вірно.

Особливу увагу треба приділяти формулюванню КЗ стосовно законів електротехніки, правил, вагомих узагальнюючих положень, висновків, теорем тощо. Дійсно, від розуміння їх залежить й засвоєння студентом матеріалу дисципліни, що базується на них. Наведемо типові приклади. ”Сформулюйте закони Кірхгофа і запишіть їх. Для законів Кірхгофа дайте по два формулювання”[8]. Чи може бути у закону декілька формулювань, якщо він дійсно закон? На наш погляд, у нього повинна існувати лише одна дефініція. Правила, алгоритми тощо можуть мати і декілька дефініцій, якщо деякі з них мають частковий або більш вузький характер. В цьому випадку обов'язковою, невід'ємною частиною дефініції повинно бути визначення області її застосування, межи використання. Наприклад, другий закон (правило) Кірхгофа формулюють не тільки для реального кола, але й стосовно схеми його заміщення. Отож, запитання стосовно формулювання закону повинно бути конкретним: “Сформулюйте друге правило Кірхгофа для схеми заміщення електричного кола.” Ще приклад [11]: “Як записати (Як формулюється) закон Ома для кола змінного струму з паралельним (послідовним) з'єднанням R, L, C?” Як відомо, інтегральний закон Ома існує в двох модифікаціях: для ділянки і для повного кола. По перше, параметри елементів (R,L,C) не можуть з'єднуватися між собою. По друге, якщо автори П мали на увазі закон для ділянки кола, то вона може містити будь-які елементи. І не має значення, як вони між собою з'єднуються. Якщо ж з цим не рахуватися, то законів Ома можна придумати багато: скільки існує з'єднань елементів між собою.

Недоцільно наводити КЗ, на яке студент не зможе дати вірну, або однозначну відповідь. Наприклад, “Поясніть виникнення сил Лоренца” або “У чому відмінність напруги від спадання напруги?”, “Які параметри відносяться до номінальних?” Якщо не конкретизувати останнє КЗ, то виникає невизначеність: у трансформатора це одні параметри, у двигуна - другі, у лампи розжарення - інші. У відповідності з ДСТУ2843-94 напруга та падіння напруги є тотожними поняттями. Виникнення сил Лоренца неможливо пояснити: формула Лоренца була отримана на підставі експериментальних даних. Звернення до П, де викладений матеріал стосовно сил Лоренца, не проясняє ситуації: під силами Лоренца там мають на увазі тільки її магнітну складову. Ще приклад не коректних КЗ стосовно законів. “Чим можна об'єднати перший та другий закони електромеханіки?”, ”Сформулюйте закон електромагнітної індукції в трактуванні Максвела й Фарадея”. Хоча безпосередньо таке питання не відкидає правомірності його постановки, але доцільність суперечить багатьом вимогам. По перше, якщо закони можна об'єднати, то вони вже не є такими. По друге, давати у П визначення законів треба тільки у сучасній трактовці. Чому? Розвиток понятійного апарату, мови, розуміння сутності явищ не стоять на місці, а змінюються у відповідності до розвитку науки, суспільства. Наприклад, друге правило Кірхгофа 80 років тому формулювали таким чином [19, стор. 161 - другий Кірхгофів закон]:

“Коли в окремих частинах розгалуженого кола є самостійні джерела електричної напруги, то алгебрична сума зворушень кожного замкненого кола в такому розгалуженому колі дорівнює алгебраїчній сумі добутків кожного струму на відповідний опір окремих частин замкненого кола”. Електрозворушення та струми, що йдуть у колі, наприклад, за годинником, вважають за додатні, а з противним напрямком - приймають за від'ємні. Як бачимо дефініція закону у термінах того часу не є чіткою, однозначною. Термін “коло” зустрічається чотири рази та ще у різному сенсі: мається на увазі два поняття - вихідне коло та контур, що виділений у колі. Аналогічно формулюється й закон електромагнетної індукції в термінах, поняттях та мовних правил, що існували на початку 20 століття. Якщо його формулювати, як він поданий, то щоб роз'яснити та зрозуміти його сутність або хоча б те, що мав на увазі автор, знадобиться сторінка чи декілька допоміжного тексту. Отож, таку дефініцію КЗ краще використати у якості теми реферату, який підготовить студент. Але й таке завдання є більш доцільним для студентів-електриків. Про формулювання основних законів, правил вже йшла мова [21]. Але й у нових П дефініції їх формулюють не кращим чином. Наведемо приклад. Друге правило (закон) Кірхгофа у розділі “базові знання...” П [12] формулюють таким чином (стор.13): “алгебраїчна сума спадів напруг у вітках замкненого контуру електричного кола дорівнює алгебраїчній сумі ЕРС, що знаходяться в цьому контурі, тобто

,

де n,q- кількості пасивних елементів і джерел ЕРС у даному контурі. Але у розділі 1.7 “закони Кірхгофа в електричних колах” (стор.32-33) його формулюють по іншому: “В замкненому контурі електричного кола алгебраїчна сума миттєвих значень напруги на всіх його ділянках дорівнює нулю, тобто

,

де n- кількість елементів у контурі. Перша дефініція не є точною, найбільш загальною. Наприклад, її неможливо використати для кола з конденсаторів. Контур проводять через джерело, але не безпосередньо через параметр, що його характеризує, тобто ЕРС. І саме головне: вона не враховує спади напруги у джерелах ЕРС. Отож, у лівій частині формули сумування треба виконувати по всім елементам: (n+q). В другій - символьний, математичний вираз та вербальна дефініція не відповідають одна одній: у вербальному формулюванні мова йде про ділянки (контуру, чи кола), у символьній, математичній формулі - фігурує кількість елементів контуру. Обидві дефініції формулюються по різному, без пояснень, класифікації, підпорядкованості. При такому становищі студентові фактично неможливо зрозуміти сутність закону, визначитись стосовно підпорядкованості обох дефініцій. Чи доцільно наводити дві та ще різні дефініції закону, не визначаючи при цьому меж застосування кожної з них? На наш погляд, недоцільно. Такі формулювання не робить КЗ однозначним, конкретним, спрямованим на розуміння сутності. Зауважимо, що і у фізиці маємо різні формулювання цього правила, що теж суттєво впливає на процес навчання. Розвиток понятійного апарату дисципліни, використання системного підходу та розуміння сутності законів дозволяє формулювати їх в сучасній трактовці, стисліше й простіше. Таким чином, дефініцію закону треба формулювати у термінах та поняттях, що закріплені державними стандартами, тобто давати у сучасній трактовці, що відбиває його сутність. Тому не дивно, що у П немає КЗ стосовно меж, що визначають застосування закону, найбільш суттєвих властивостей, що визначають його зміст та об'єм, осмислення студентом своєї діяльності. Другий приклад. Студентові треба відповісти на запитання: “Дайте пояснення законам електромеханіки”. Чи є відповідь на нього у П [8]? Наведемо третій закон електромеханіки у відповідності з дефініцією: «Електромеханічне перетворення енергії здійснюється полями (якими?!), нерухомими відносно один одного» Із дефініції неможливо зрозуміти, про які поля йде мова. Якщо про магнітні, то для них виконується принцип суперпозиції. А, отже, при цьому виникає результуюче поле, але не обертовий момент. Взаємодія магнітних полів, якщо б це мало місце, змінювало їх, але принцип суперпозиції означає відсутність такої зміни {Зильберман Г.Е. Электричество и магнетизм. Наука М.1970.-384с). Обертовий момент виникає, як правило, завдяки виникненню взаємодії магнітного поля електричної машини та провідника зі струмом, що розташовується у роторі (див. ДСТУ 2286-93 п.1 [20]). Механічні сили виникають і завдяки взаємодії магнітного поля котушки зі струмом та магнітного осердя, яке втягується у середину котушки.

Системність вимагає, щоб зміст, форма КЗ, порядок їхнього розташування, взаємозумовленість, зв'язок з майбутньою професією та суміжними дисциплінами були обгрунтовані. КЗ розташовують у порядку, який відповідає змісту та порядку подання матеріалу П, НП: від простих до все більш складних та загальних, або навпаки від найбільш загальних до часткових. Але, не дивлячись на будь-яке розташування КЗ, вони повинні бути конкретними. Не повинно бути П, НП з Е, одна частина яких, наприклад практикум, містить КЗ, але інша (теорія) [11]- ні. Не повинно бути КЗ, що не мають безпосереднього відношення до розглядуваної теми, матеріалу, виду діяльності. Недоцільно, коли КЗ, щодо одного виду діяльності, наприклад до лабораторного практикуму (ЛР), містять суттєву частину КЗ, які стосуються теоретичної частини П і майже не містять КЗ відносно підготовки до ЛР, вибору вимірювальних приладів, проведення дослідів, вимірів, представлення результатів тощо. Як правило, відсутні КЗ, які б вимагали від студента звертатися до допоміжної літератури, стандартів, довідкового апарату П тощо. У П,НП ще замало КЗ стосовно самостійної роботи студентів, що спрямована на створення власного продукту. Наприклад, “Виділіть найбільш ключові поняття, визначення глави (розділу параграфу тощо)”, “Які поняття вважаєте другорядними?”, ”Складіть опорний конспект параграфу (розділу)”, Складіть план глави (розділу, параграфу)”, “Сконструюйте свої висновки щодо розділу” тощо. Такі КЗ, завдання стосуються, структурної, сутнісної та методичної складових навчального матеріалу і будуть особливо корисними для студентів інженерно-педагогічного фаху.

Треба наводити і КЗ, що мають відношення до споріднених загально-інженерних технічних та фундаментальних дисциплін. Наприклад, таке КЗ: «Сформулюйте друге правило Кірхгофа з будь-якого підручника фізики та порівняйте з дефініцією його у електротехніці. Зробіть висновок». КЗ, що орієнтовані на поглиблене вивчення дисципліни, повинні вимагати від студента самостійних дій, що спрямовують його до іншої навчальної літератури: довідників, енциклопедій інших П, НП, наукових статей тощо. Наприклад, проаналізовані П з Е не містять КЗ, відповідь на які потребує звернення до державних стандартів. Та й у тексті, за винятком введення, не зустріти посилань, чи звернень на ті чи інші стандарти у галузі Е. Суттєвим недоліком КЗ якісного характеру є те, що вірність своєї відповіді на нього студент не може самостійно оцінити. Це може зробити тільки викладач. Дійсно, заміна лише одного слова на інше, можливо хоч і близького за змістом, або на його синонім у дефініціях правил, законів, алгоритмів тощо може докорінно змінити сутність відповіді. Тому самостійна перевірка відповідей стане можливою лише тоді, коли будуть створені П не на паперовій основі запису навчальної інформації, що дозволить використати ЕОМ.

Не повинно бути КЗ (задач, тестів, завдань) стосовно матеріалу, який не розглядається у П, за винятком випадків, що спрямовані на подальшу самостійну роботу або поглиблене опанування темою. Тому КЗ повинні бути структурованими: КЗ стосовно перевірки знань та вмінь, що виникають під час роботи з П, а також ті, що повинні виникнути при подальшій самостійній роботі, але матеріал яких викладений у П, не відповідає потрібній глибині. В останньому випадку треба вказувати й джерела, де докладно викладені ті чи інші питання. КЗ не повинні містити нових термінів, понять. Наведемо приклад типового запитання, яке начебто, з одного боку, прив'язане до фаху, а з другого - зовсім не розглядається у П: «Які випрямні діоди використовують у зварювальному виробництві?” Відповіді на таке КЗ студент не зробить, якщо самостійно проробить відповідний розділ П.

Не потрібно формулювати КЗ у такий спосіб, щоб виникали при цьому суперечності з висновками теорії або порівняння незрівнянних між собою, різних властивостей речей. Вони повинні бути стислими, чіткими, формулюватися переважно одним простим реченням, що визначає лише одне питання, у крайньому випадку, два чи більше, але таких, що безпосередньо пов'язані з основним або його доповнюють: “Дайте визначення напруги (ЕРС, струму, тощо). Розмірність, одиниці виміру”, “Дайте визначення асинхронного двигуна. Розкажіть про будову та галузі його застосування”, “Які основні параметри та характеристики визначають властивості випрямного діода” тощо.

Терміни, поняття, що використані в КЗ, не повинні бути багатозначними, допускати різне трактування. Вони повинні відповідати державним стандартам України (ДСТУ), не містити місцевих термінів. Наприклад, недоцільно вживати “руховий” режим” замість “двигунний”, “потенційна діаграма” замість “потенціальна”, “нульовий провід” замість “нейтральний” тощо. Зауважимо лише, що державні стандарти України з електротехніки мають недоліки [18], з ними теж не все гаразд. Але у П, бажано не наводити КЗ стосовно термінів чи понять, що не відповідають державним стандартам. Наведемо приклад. “У чому відмінність напруги від спадання напруги?” У відповідності до базового стандарту з електротехніки (ДСТУ 2843-94, стор.19) термін “спад напруги” (але не спадання) визначається, як напруга на ділянці електричного кола чи на його елементі: “напруга” та “спад напруги” є тотожними поняттями. Отже понятійний апарат, який використовують у формулюваннях КЗ повинен відповідати державним стандартам України.

Недоцільно вживати у них скорочення-абревіатури (наприклад, ПЗП, ОЗП, СЕ, АІ, ППЗП, ППЕ, ШІМ, ДВЖ тощо), окрім загально прийнятих. Дійсно, перевірку рівня своїх знань студент ВНЗ може починати з відповіді на КЗ, особливо якщо він має попередній досвід вивчення матеріалу П з Е самостійно, в коледжі чи технікумі. А, отже, використання скорочень, про які і те, що вони означають, можна дізнатися тільки після знайомства з текстом П, якщо останній не містить переліку вжитих абревіатур (і в цьому випадку краще їх не використовувати), не дозволить йому зрозуміти сутність питання. Не повинно бути й занадто загальних КЗ: істина завжди конкретна. У відповідності до цієї вимоги повинні бути й формулюватися КЗ. Наведемо приклади занадто загальних КЗ. “Що називають вентиляцією?”, “Що називається електронікою“.

Якщо КЗ стосуються переваг, недоліків будь-якого пристрою, то обов'язково вказують по зрівнянню з яким іншим пристроєм вони є. Наприклад КЗ “Які переваги та недоліки автотрансформатора?” не є конкретним: не вказано по відношенню до якого пристрою, наприклад, звичайного 2-х обмоткового силового трансформатора.

Недоцільно, коли одне КЗ одночасно містить 2 чи більше запитань, що пов'язані з різними аспектами. Наприклад, ”Поясніть явище самоіндукції та ЕРС самоіндукції. Що таке індуктивність?” Ці два речення не об'єднані єдиним змістом. Більш того, не існує явища ЕРС самоіндукції. Ще приклад. “Чим обмежується максимальна температура обмоток. Що розуміють під поняттям “номінальна потужність” для генераторів і двигунів?” КЗ фактично містить два запитання. Вони є незалежними один від одного і стосуються різних електричних пристроїв: обмоток, а в другому питанні - двигуна та генератора. В останньому випадку краще вести мову не про поняття, бо незрозуміло, хто розуміє (автори, стандарт чи хтось інший), а безпосередньо про такий параметр двигуна та генератора, як номінальна потужність. Таким чином, таке одне КЗ необхідно розділити на три незалежних. Чи є у П відповідь на першу частину запитання? У тексті П зазначено: ”гранично припустимі підвищення температури частин електричної машини залежать від класу ізоляції обмоток і умов експлуатації електричної машини”. Але далі про умови експлуатації немає жодного слова. Тому відповіді фактично немає. Але й з класом ізоляції теж не все гаразд, оскільки у П сказано, що існує 7 класів й відповідні температури наведені у додатку 3. Але у додатку 3 фігурують зовсім інші величини.

КЗ не повинні містити одночасно 3, 4 а іноді й більше (5,6) питань. В останньому випадку цієї вимоги слід дотримуватися навіть, якщо вони є взаємообумовленими. Наприклад:

— “Що розуміють під частковим та граничними циклами, залишковою індукцією, коерцитивною силою, магнітном'якими і магнітнотвердими матеріалами?”;

— “Дайте визначення В, Н, Ф, J, м, м_0. Як вони зв'язані між собою і у яких одиницях виражаються?”;

— “Дайте визначення поняттям “ електричний ланцюг”, “електрична схема”, “вузол”, “вітка”, “джерело ЕРС”, “джерело струму”;

— ”Що називається періодом, частотою, кутовою частотою, початковою фазою і зсуненням фаз?”;

— “Яке з'єднання називається послідовним, паралельним, змішаним, трикутником, зіркою?”;

— ”Викладіть сутність методів розрахунку електричних ланцюгів з декількома джерелами методом безпосереднього застосування законів Кірхгофа, контурних струмів і вузлової напруги”;

— “Сформулюйте поняття миттєвого, амплітудного, середнього і діючого значень синусоїдального струму”;

В одному КЗ студенту треба дати відповідь на багато різноманітних запитань. Деякі з них характеризують модель електричного кола, інші - безпосередньо реальний об'єкт. Щоб викласти численні методи розрахунку складних електричних кіл з декількома джерелами живлення, студент може не вкластися у 45 хвилин. Отже, такі КЗ, тести суперечать дидактичному принципу не надмірності. Та й взагалі, чи доцільно володіти майбутньому не електрику значною кількістю методів розрахунку електричних кіл. На наш погляд, завдяки всебічному використанню у розрахунках ЕОМ - недоцільно. Системний підхід також вимагає, щоб в одному КЗ з різноманітними декількома питаннями повинен існувати змістовний взаємозумовлений зв'язок між першим та другим, а також іншими. Наприклад, друге, третє та інші витікають з першого, або друге та інші речення (питання) конкретизують, уточнюють, звужують або спрямовують на якусь частину першого, яке є загальним для останніх.

Нерідко в КЗ вживають літерні означення тієї чи іншої величини. Але вживати їх, наш погляд, не завжди доцільно. Дійсно, з одного боку позначення може не відповідати загальноприйнятим або відрізнятися від нього, з другого - студент не завжди зможе зрозуміти, яку величину автори мають на увазі. Наведемо приклади. Чи зв'язані між собою Ф та м, або м₀ та J? Ні, оскільки вони характеризують різні властивості. Тому КЗ треба формулювати таким чином: “Наведіть формули, у які входять дві або більше наведених вище величин”. “Накресліть характеристику холостого ходу (чого?!). Поясніть, чому при струмі збудження, рівному нулю, електрорушійна сила якоря не дорівнює нулю.” В цьому КЗ краще вести мову про напругу на затискачах якоря генератора постійного струму.

В багатьох випадках запитання формулюють таким чином, що не виникає різниці між електричним колом та його моделлю, тобто схемою. Наприклад, “Чим відрізняється Г-образна схема заміщення асинхронного двигуна від Т- образної?” Запитання повинно формулюватися по іншому: “Що враховує, а що - ні Г-образна схема заміщення асинхронного двигуна по відношенню до Т- образної?, або “У яких випадках асинхронний двигун краще подавати Г-образною схемою заміщення, а коли Т- образною”. Ще приклад. “Які опори називаються активними, а які - реактивними?” Тут маємо ототожнювання параметра елемента з ним самим. А, отож, формулювати його треба таким чином: “Які елементи чи пристрої мають активний характер, а які - реактивний?”

“З якою метою прагнуть виконати магнітний ланцюг з можливо меншим повітряним зазором”. Питання не конкретне і претендує на абсолютну істину. Але з іншого боку істина завжди конкретна: магнітні системи роблять різними у залежності від тих задач, що буде виконувати той чи інший електротехнічний пристрій, і які властивості чи якості він повинен при цьому мати. Отож, треба вести мову не про магнітний ланцюг, а про магнітну систему конкретного пристрою: силового трансформатора, електричної машини, дроселя тощо. Сформульоване питання стосується силових трансформаторів. А отже, й КЗ треба конкретизувати, оскільки у деяких пристроях (зварювальних трансформаторах, дроселях) такої вимоги не дотримуються. Більш того, у електричних машин повітряний зазор є необхідною умовою роботи, хоч його й роблять якомога меншим. Аналогічно й формулювання КЗ “Чому обмотки ВН та низької напруги розміщують на загальному стержні” теж стосується, у першу чергу, силових трансформаторів. У зварювальних їх, як правило, розміщують на різних стержнях.

Дуже важливі мовні аспекти при формулюванні КЗ. На сучасному етапі нерідко російськомовні автори спочатку створюють П на російській мові, а потім вже перекладають на державну. Але переклад при цьому виявляється не дуже якісним: в ньому залишаються містечкові слова, суржики, зустрічаються українські слова, сутність яких не відповідає їхньому призначенню, базовим державним стандартам з електротехніки. Наприклад, коло - ланцюг, руховий - двигунний, короткозамкнутим - короткозамкненим, буквені - літерні; нульовий - нейтральний тощо. Нерідко з другого боку (львівська школа електротехніки) вводять нові терміни, які не передбачені стандартом або не мають широкого вжитку.

“Які параметри (що мають на увазі автори П [8], чого, якого пристрою) відносяться до номінальних” Аналогічно, “Що таке номінальна потужність?” КЗ не конкретні. Дійсно, автори П не акцентують який пристрій мається на увазі: двигун, генератор, трансформатор тощо. Більш того, по сутності маємо повторювання одного й того ж запитання. Але такого становища треба уникати. Ще приклад. “Від яких параметрів (чого!?) залежить температура електричного двигуна?” Запитання не є конкретним. Що мають на увазі автори? Параметри мережі, що живить двигун (частоту, напругу), чи параметри останнього. Чи є на нього відповідь у П? Температуру двигуна визначає багато параметрів мережі і двигуна і, в першу чергу, його навантаження. Як правило, останнє вважають постійним на протязі його роботи.

Не повинно бути недоречних, некоректних формулювань, а тим більше КЗ, що можна віднести до безглуздих:

--“Поясніть виникнення механічних зусиль у магнітному полі”;

--“Приведіть приклади, що показують корисність перетворення зірки в трикутник і трикутника в зірку”;

--“Запишіть у буквеному виді, скільки рівнянь варто складати за першим і скільки за другим законом Кірхгофа”;

--“Що називають станом переривання”;

--“Який вигляд мають трикутники опорів для активно-індуктивного і активно-ємнісного кіл?”

Механічні сили виникають у магнітному полі, якщо в ньому розташовують провідник зі струмом; термін “стан переривання” не містить жоден з базових стандартів [14-17], а усі трикутники, один з кутів яких є прямим, мають однаковий вигляд.

Скільки КЗ повинен містити П з Е: 50, 100 чи більше? Базові стандарти з електротехніки містять кілька сотень термінів. Треба врахувати й терміни у галузі електричних машин, трансформаторів, електронної та мікропроцесорної техніки, метрології тощо. Не всі терміни ДСТУ з Е використовують у П, але все рівно 200ч300 КЗ стосуватимуться тільки термінів і понять. Оскільки П з Е повинен виконувати організаційну функцію вивчення дисципліни, то додамо сюди ще КЗ стосовно видів навчальної діяльності (розрахункового, лабораторного практикумів, виробки вмінь, представлення результату, поглибленого вивчення, написання рефератів тощо). Таким чином, у підсумку отримаємо 300ч500 КЗ, що і буде нормою. Таким чином, на один лист П прийдеться не менше, ніж одне запитання. Бажано, щоб усі розділи, частини і навіть найважливіші параграфи мали КЗ, задачі або завдання для самостійної роботи. Вони обов'язково охоплюють усі навчальні елементи. КЗ, завдання. структурують у відповідності до складності, видів навчальної діяльності (перевірки знань, вмінь, поглибленої самостійної роботи тощо). Для типового П з Е, теоретична частина якого містить 15 глав підрозділ КЗ повинен їх у середньому мати не менше 20ч30. Зростання кількості КЗ, бажання студента починати вивчення дисципліни саме з КЗ, потребують, щоб у змісті П з Е, а відповідно і у самому П виділяють окремий контрольний блок - параграф, де розміщують КЗ для самоконтролю, завдання для рефератів, поглибленого вивчення, контрольні тести з відповідних знань, умінь, перелік необхідних для цього джерел (задачників, П, методичних вказівок до ЛР, тощо).

Висновки

Саме вимоги до КЗ допоможуть кожному викладачу правильно донести та закріпити низку розглянутих у підручнику тем. Можливо саме з них і повинен конструюватися П. Отож, зформулюємо вимоги, яким повинні відповідати КЗ, їхні формулювання, структура, кількість тощо:

- відповідають системному принципу і не суперечать загально-дидактичним вимогам, законам електротехніки;

-КЗ стосовно законів, правил, вагомих узагальнюючих положень, висновків, теорем формулюють особливо коректно;

- охоплюють усі розділи П (теоретична та практична частини), глави, параграфи;

- ставляться звичайно у межах теми навчального матеріалу або діяльності;

- терміни, поняття у формулюваннях КЗ відповідають державним стандартам України;

- стислі й конкретні за формою, одне КЗ містить в собі, як правило, одне запитання;

- кількість КЗ довільна, але охоплює усі сутнісні моменти, навчальні елементи матеріалу розділу П та види діяльності;

- структуровані у відповідності до розміщення матеріалу тексту П: від простих до все більш складних, запитання творчого характеру, подальшої самостійної роботи;

- конкретна, однозначна відповідь на КЗ, завдання кількісного характеру мається у П, за винятком завдань чи КЗ, стосовно яких необхідна більш поглиблена проробка матеріалу;

- спрямовані, у першу чергу, на виробку фахових рис, осмислення своєї діяльності, виробку власних знань, вмінь, розуміння сутності проробленого студентом матеріалу;

- формулюють, щоб чітко розрізнялися питання щодо властивостей електричного кола та його моделі, тобто схеми;

- не містять назв законів інших навчальних дисциплін, наприклад фізики, якщо під такими вони там не відомі;

- не допускають порівняння незрівняних речей, рис, властивостей тощо;

- не використовують абревіатур, літерних позначень величин;

Перспективи подальших досліджень. Вони бачаться у розробці дидактичних вимог стосовно КЗ чи контрольних тестів у П не на паперовій основі, наприклад, електронних або комбінованих. Дійсно в комбінованому П, що містить звичайну та електронну частину, у звичайній частині П розміщують інформацію, що є постійною не змінюваною на протязі багатьох років (закони, правила, визначення, терміни, поняття, державні стандарти, принципи дії, узагальнюючи моменти, висновки, керуючі процесом навчання вказівки) у електронному - все що є змінним (у залежності від спеціальності: КЗ, тести, лабораторний та розрахунковий практикуми, пояснення, довідкові дані, методики, алгоритми тощо).

Література

1. Попков В.А., Коржуев А.В. Дидактика высшей школы. М.: ACADEMIA, 2004.-192с

2. Огурцов А.П., Мамаєв Л.М. Валіщук В.В. Підручник як технологія процесу оволодіння необхідною системою знань, умінь і навичок. Нові технології навчання. Наук.-метод. зб. К.: Наук. метод. центр вищої освіти. МОНУ, 2004. вип.36.- с.3-9

3. Околелов О.П. Дидактическая специфика современного вузовского учебника. Педагогика, №10, 2003.-с.20-25

4. Назарова Т.С., Господарик Ю.П. Стратегия развития учебной книги. Педагогика,№3,2005.-с.10-19

5. Пичугина Г.В. Образовательная область «Технология»: каким быть учебнику Педагогика, №3,2003.-с.44-51

6. Корсак К. Який підручник кращий. Науковий світ.№6, 2003.-с.12-13

7. Латинін Ю.М. Проблеми вітчизняного навчального посібника з електротехніки (ч.1 Лабораторний практикум: яким він повинен бути?)// Пробл. інж.-педагог. освіти: Зб. наук. праць., вип9, Харків, УІПА, 2005.- с.103

8. Шкрабець Ф.П., Ципленков Д.В., Куваєв Ю.В. та інш. Електротехніка, основи електроніки та мікропроцесорної техніки. Навч. посібник, Дніпропетровськ, 2004.-514с.

9. Родзевич В.Е. Загальна електротехніка. Київ, Вища школа, Київ, 1993.-182 с.

10. Гуржій А.М., Сільверстов А.М., Поворзнюк Н.І. Електротехніка з основами промислової електроніки Київ, Форум, 2002.-382 с

11. Паначевний Б.І., Свергун Ю.Ф. Електротехніка. Київ: Каравела 2003.-392с.

12. Мілих В.І. Електротехніка та електромеханіка. Каравела, Київ. 2005.- 364с.

13. Коруд В.Г.,Гамола О.Є., Малинівський С.М.Електротехніка, Львів.: Магнолія плюс. 2004.- 447с.

14. ДСТУ 2843-94 Електротехніка. Основні поняття. Терміни та визначення. Київ: Держстанд. України, 1995.-67 с.

15. ДСТУ 2815-94 Електричні й магнітні кола та пристрої. Терміни та визначення. Київ: Держстандарт України, 1995.-105 с.

16. ДСТУ 3120-95 Електротехніка. Літерні позначення основних величин. Київ: Держстандарт України, 1996.-40 с.

17. ДСТУ 2267-93 Вироби електротехнічні. Терміни та визначення. - Київ: Держстандарт України,1993.-47 с.

18. Латинін Ю.М., Мілих В.І. Аналіз базових державних стандартів з електротехніки. Електротехеіка та електромеханіка.2003, №3, стор.

19. Кордиш Л.Й. Електротехніка. Основи теоретичні. Державн. вид-во України, 1927.-344с.

20. ДСТУ 2286-93 Електричні машини обертові. Київ.: Держстандарт України, 1994.-120с.

21. Латинін Ю.М., Мілих В.І. Вітчизняний підручник з електротехніки: аналіз стану, шляхи становлення.// Електротехніка і електромеханіка, №4,2004.-с.110-118

Размещено на Allbest.ru