Методические рекомендации по практической направленности преподавания физики при решении качественных задач

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМНДАЦИИ ПО ПРАКТИЧЕСКОЙ НАПРАВЛЕННОСТИ ПРЕПОДАВАНИЯ ФИЗИКИ ПРИ РЕШЕНИИ КАЧЕСТВЕННЫХ ЗАДАЧ Методические рекомендации предназначены для преподавателей физики  основной профессиональной образовательной программы среднего профессионального образования специальности   СПО  23.02.03. Техническое обслуживание и ремонт автомобильного транспорта.              Современный процесс обучения должен обеспечивать как образовательную, так и политехническую   подготовку   студентов,   формировать   у   них   материалистическое мировоззрение.              Подготовка квалифицированных рабочих была и остается главной задачей в этом направлении. Не секрет, что многие студенты, поступившие в техникум, имеют только некоторые представления о своей будущей профессии. Перед преподавателями возникает серьезная проблема повышения интереса студентов к избранной ими специальности.               Особое место в воспитании интереса к избранной профессии принадлежит физике, т.к. она является научной базой для изучения общетехнических и специальных дисциплин. Поэтому   для   более   успешного   решения   названной   проблемы   необходимо   использовать качественные задачи по физике с учетом профессиональной направленности преподавания.               Качественными называют задачи,  при решении которых устанавливают только качественную   зависимость   между   физическими   величинами,   т.   е.   студенты   пользуются изученными физическими закономерностями и применяют их к анализу явлений о которых идет речь в задаче без всяких вычислений. Этим качественные задачи выгодно отличаются от несложных расчетных,   которые в некоторых случаях могут быть решены без такого анализа – простой подстановкой данных в формулу,  подбираемой по чисто формальным признакам.               Таким образом, качественные задачи способствуют более глубокому усвоению содержания курса физики, позволяют контролировать знания, умения и навыки студентов. Они являются хорошим средством для более прочного закрепления изученного студентами теоретического материала и показа практического его применения.               Для составления качественных задач надо использовать многочисленные источники – это учебники и учебные пособия по физике, оригинальные работы ученых, монографии по истории физики и техники, физические, методические и научно­популярные журналы и сборники, газеты, материалы полученные в беседах со студентами  (вопросы студентов), личные наблюдения природы быта и техники.             На современном этапе модернизации профессионального образования производство нуждается в самостоятельных, творческих специалистах, инициативных предприимчивых, способных приносить прибыль, предлагать и разрабатывать идеи, находить нетрадиционные решения и реализовывать экономически выгодные проекты.             Одним из направлений развития и модернизации российского профессионального образования   являются   практико­ориентированные   и   интерактивные   технологии, направленные на формирование личностных компетенций специалиста. Ставится  задача обновления профессионального образования на компетентностной основе путем усиления практической   направленности   профессионального   образования   при   сохранении   его фундаментальности.                        Наиболее известные практические методы обучения можно подразделить на упражнения,   лабораторные   работы,   исследовательские   работы,   метод   проектов, дискуссионный метод, дидактические игры, кейс­метод, мозговой штурм, круглый стол, имитационные занятия с представителями сферы труда.                         Общеобразовательная учебная дисциплина «Физика»   изучается студентами в техникуме в техникуме в пределах освоения основной профессиональной образовательной программы  СПО (ОПОП   СПО)  на базе  основного  общего  образования  при  подготовке специалистов среднего звена   по специальности  23.02.03. «Техническое обслуживание и ремонт автомобильного транспорта».  Программа разработана на основе требований ФГОС среднего   общего   образования,   предъявляемых   к   структуре,   содержанию   и   результатам освоения учебной дисциплины «Физика», в соответствии с Рекомендациями по организации получения среднего общего образования в пределах освоения образовательных программ среднего профессионального образования на базе основного общего образования с учетом требований   федеральных   государственных   образовательных   стандартов   и   получаемой профессии   или   специальности   среднего   профессионального   образования   (письмо Департамента   государственной   политики   в   сфере   подготовки   рабочих   кадров   и   ДПО Минобрнауки России от 17.03.2015 № 06­259).              В содержании учебной дисциплины по физике при подготовке обучающихся по специальности     технического   профиля   профессионального   образования   профильной составляющей является раздел «Электродинамика», так как  специальность «Техническое обслуживание   и   ремонт   автомобильного   транспорта»,   относящаяся   к   этому   профилю, связана с электротехникой и электроникой. Одновременно уделено повышенное внимание изучению   раздела   «Молекулярная   физика.   Термодинамика»,   отдельных   тем   раздела «Электродинамика» и особенно тем экологического содержания, присутствующих почти в каждом разделе.                Кроме того, дается оценка сформированности элементов общих компетенций по итогам   всей   учебной   деятельности   в   процессе   изучения   дисциплины,   в   том   числе внеаудиторной   самостоятельной   работы  студента.  Данная   оценка  отражает  приращение общих компетенций, формируемых в течение всего срока обучения по специальности, и в общей оценке за экзамен по дисциплине не учитывается. В процессе изучения дисциплины можно провести мониторинг процесса формирования следующих общих компетенций: ОК 1. Понимать сущность и социальную значимость своей будущей профессии, проявлять к ней устойчивый интерес.  ОК 4. Осуществлять поиск и использование информации, необходимой для эффективного выполнения профессиональных задач, профессионального и личностного развития.  ОК 5. Использовать информационно­коммуникационные технологии в профессиональной.  ОК 6. Работать в коллективе и команде, эффективно общаться с коллегами, руководством, потребителями.             Поэтому курс физики с одной стороны, решает свои задачи, вытекающие из логики предметного   знания,   а   с   другой   ­   создает   теоретическую   и   психологическую   базу   для освоения новой техники и технологии производства (освоения новых компетенций).           При решении любой качественной задачи надо придерживаться следующей схемы: 1. Внимательно прочесть задачу. 2. Изучить условие задачи. 3. Составить план решения, если необходимо сделать рисунок. 4. Наконец,   проанализировать   полученный   результат   с   точки   зрения возможности его использования в профессиональной ситуации. Рассмотрим решение качественных задач с профессиональным содержанием.   Раздел «Механика» 2 1.Вопрос для водителей: “Почему при больших скоростях автомобиль иногда “заносит” на поворотах?”                Из условия задачи учащиеся узнают, что траектория движения автомобиля на повороте   –   это   дуга,   которая   является   частью   окружности.   Учащиеся   знают,   что   для движения   тела   по   окружности   необходимо   действие   на   него   силы,   направленной   по радиусу к центру окружности. Эта сила и сообщает телу центростремительное ускорение. Величину силы можно найти по второму закону Ньютона F = ma = mv2/R. Затем выясняем со студентами  какие же это силы действуют на тело.             Ответ: Сила трения, сила тяжести, сила упругости, а также их равнодействующая. Далее   студентам   задается   вопрос:   “Какая   же   сила   в   данной   задаче   выполняет   роль центростремительной силы?”              Ответ: Такой силой является сила трения покоя, и если Fтр = mv2/R то она будет недостаточна   для   обеспечения   автомобилю   необходимого   центростремительного ускорения, а следовательно, может произойти “занос” автомобиля.                После ответа на основной вопрос задачи студентам  задается дополнительный вопрос: “Какие меры безопасности позволяют водителю предотвратить “занос” автомобиля при повороте?”             Студентам  предлагается проанализировать формулу: F = mv2/R из которой видно, что для конкретного автомобиля и определенного радиуса поворота, масса автомобиля и радиус   окружности   есть   величины   постоянные,   а   вот   скорость–   это   величина изменяющаяся. Таким образом, студенты  приходят к выводу о необходимости снижения скорости перед поворотом.               Внимание студентов  акцентируется на том, что это надо учитывать водителям, которые   управляют   автомобилями,   груженными   песком,   грунтом,   щебнем   и   т.   д.   При повороте   такие   грузы   могут   создать   дополнительный   опрокидывающий   момент–   в результате автомобиль может перевернуться. Это может произойти и при движении по прямой, если водитель начнет резко маневрировать на дороге. Поэтому на дорогах, во избежание несчастных случаев ставится специальный знак,  предупреждающий   водителя   о   приближении   к   крутому   повороту   и   необходимости снижения скорости. Раздел «Молекулярная физика»                         1.   Вопрос:  “На   каких   свойствах   жидкостей   основана   работа   масляных амортизаторов?”             Зная основные свойства жидкостей (текучесть, несжимаемость), студенты  могут заметить,   что   эти   свойства   используются   в   работе   амортизатора.   После   выяснения основных свойств жидкости, проявляющихся при работе амортизатора, студентам задается несколько дополнительных вопросов:  3 1. “Для чего применяется амортизатор в автомобиле?” 2. “За счет чего происходит гашение колебаний в амортизаторе?” 3. “Что может произойти с движущимся автомобилем при выходе из строя  амортизатора?” Ответы  студентов: 1. При   движении   автомобиля   по   неровной   дороге   происходят   колебания   кузова   и колес автомобиля. Для уменьшения возникающих колебаний и служит амортизатор, в   котором   происходит   превращение   механической   энергии   колебаний   во внутреннюю энергию жидкости. 2. Гашение   колебаний   в   амортизаторе   происходит   за   счет   внутреннего   трения, возникающего в жидкости при ее перетекании из одной полости амортизатора в другую. 3. При выходе амортизатора из строя нарушается контакт колеса с дорогой, что может привести   к   боковому   заносу   автомобиля   и   увеличению   длины   тормозного   пути. Если   же   выдут   из   строя   оба   амортизатора   передней   оси,   то   автомобиль   в значительной степени теряет управляемость.              В данном случае можно не рассматривать устройство амортизатора и уход за ним, так как это будет выяснено при изучении специальных дисциплин.              2. Вопрос: Вода обладает малой вязкостью и хорошо смачивает детали машин. Почему же ее не используют в качестве смазочного материала?  Ответ:  Смазочные материалы кроме прочих свойств должны быть антикоррозионными. Минеральные масла, содержащие различные присадки, в том числе и антикоррозионные, удовлетворяют этим требованиям. Вода же, напротив, не удовлетворяет, кроме того, она быстро испаряется, вызывает коррозию металлов.                        3.Вопрос:  На поршнях карбюраторных двигателей ставят 3­4 компрессионных кольца, в дизельных двигателях число колец увеличивают. Почему? Ответ:  В дизельном двигателе давление воздуха при сжатии и во время рабочего хода значительно больше, чем в карбюраторном. Раздел «Электродинамика» 1.Вопрос:  Для   чего   в   северных   районах   увеличивают   плотность   электролита свинцовых аккумуляторов?                   Ответ:  С   увеличением   плотность   электролита   уменьшается   его   температура замерзания.  1. Вопрос: Фары в автомобилях устроены так, что образуется ближний и дальний Раздел  «Оптика» свет. Объясните, каким образом это достигается?           Ответ: В лампах автомобильных фар имеются нити накаливания для ближнего и дальнего света, которые включаются как одновременно, так и по отдельности. 4 2.Вопрос:  С   какой   целью   отражатель   фары,   покрывают   тонким   слоем   серебра (хрома, никеля), а затем полируют?   Ответ: Для получения высокого коэффициента отражения.                   Эти материалы носят прикладной характер и позволяют эффективно использовать на   уроках     практические   методы   обучения   (упражнения,   лабораторные   работы, исследовательские работы, метод проектов и др.)                       Системное  применение  практической  направленности  преподавания  физики развивает  у студентов кругозор, глубину мышления, способствует быстрому восприятию происходящих явлений изучаемого материала и помогает развивать навыки использования потенциальных   знаний   в   прикладных   дисциплинах   формированию   общих   и профессиональных   компетенций.   Практическая   направленность   приобретает   особое значение в системе среднего профессионального технического образования, где учебный и познавательный процесс должен строиться в органической связи с общеобразовательными профессиональными дисциплинами и модулями.              При изложении темы во взаимосвязанных дисциплинах необходим рациональный отбор учебного материала опорой на одни и те же основополагающие законы и теории. Процесс   презентации   знаний   в   разноаспектных   связях   является   сложным,   поэтому преподаватель   может   использовать   свои   профессиональные,   теоретические   и   прочие знания,   практику,   опыт,   разнообразные   дидактические   средства   для   достижения   цели урока.  1.    Закон об образовании  № 273­ФЗ от 21.12.2013  2. Федеральные государственные образовательные стандарты СПО 3. Примерная программа общеобразовательной учебной дисциплины «Физика» для СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ профессиональных общеобразовательных организаций. М.: «Академия», 2015 г. 4.              Голуб Г.Б., Перелыгина Е.А., О.В. Чуракова. Метод проектов, Учебная литература, 2006 г.  5. Гуслова, М. Н. Инновационные педагогические технологии: учеб. пособие для  учреждений СПО / М. Н. Гуслова, 4­е изд., испр. — М.: ИЦ Академия, 2013. —  208 с.           Симушина Л.Г., Ярошенко Н.Г. Содержание и технологии обучения в средних 6 . специальных учебных заведениях, М Мастерство, 2010 г. 5