Введение
Интенсивное внедрение достижений науки и техники в производство предъявляет высокие требования к подготовке современного специалиста. Колледж готовит высококвалифицированного специалиста, обладающего профессиональными компетенциями и достаточной фундаментальной подготовкой. Системный подход к процессу обучения позволил увидеть модель специалиста, как оптимальный набор соответствующих иерархически взаимосвязанных между собой общеобразовательных и профессионально-ориентированных учебных модулей.
1. Межпредметные связи (МПС)
Проблема межпредметных связей является одной из актуальнейших. Целью межпредметных связей является формирование в представлении студента необходимой цепочки ассоциаций, связывающих понятия разных учебных дисциплин в единую логически-связанную систему знаний. Отсутствие четких границ между общеобразовательными и общетехническими дисциплинами с одной стороны и между общетехническими и специальными дисциплинами с другой, приводит к ненужному дублированию учебного материала. Из-за несогласованности учебного материала нередко происходит переучивание. Один и тот же материал разные преподаватели излагают по-разному. Этот разнобой закрепляется учебными пособиями, часто дублирующими друг друга, показывающими один и тот же материал в разных формулировках и с использованием разных обозначений одних и тех же величин. Такое положение является совершенно неудовлетворительным. Налицо необходимость тесного сотрудничества преподавателей общеобразовательных, общетехнических и специальных дисциплин. Одной из форм такого сотрудничества является проведение интегрированных уроков.
Интегрированный урок – это такая форма проведения урока, на котором решается задача мотивации и активизации познавательной деятельности студентов по изучению общеобразовательных дисциплин посредством включения в него вопросов, логически взаимосвязанных со специальными дисциплинами.
Интегрированный урок направлен на решение следующих дидактических задач: стандартизация процесса обучения; избыточность знаний; целостность и системность знаний.
2. Профессиональная направленность обучения физики через развитие МПС
Физика играет роль базисного учебного предмета. При подготовке специалистов изучение физики должно иметь ярко выраженную профессиональную направленность, осуществление которой позволяет формировать у студентов глубокие знания о фундаментальных свойствах объектов, сущности природных явлений, лежащих в основе технологических процессов и принципах действия технических устройств. Одновременно у студентов появляется возможность использовать теоретические знания в профессиональной подготовке (всевозможные виды практик: учебная, производственная и т.д.). В колледже дисциплина «Физика» решает следующие задачи: создание теоретической базы для последующего изучения общетехнических и специальных дисциплин; создание теоретической и психологической базы для освоения новой техники - современных средств автоматизации.
Необходимо, чтобы преподаватели физики, общетехнических и специальных дисциплин использовали единую терминологию в трактовке физической сущности явлений, единое обозначение физических величин, соблюдали общие требования, которые предъявляет ГОСТ к графическим изображениям.
3. Проектирование интегрированного урока
При проектировании интегрированного урока необходимо соблюдать принцип преемственности. Преемственность обучения обеспечивает прочность знаний, экономит время, затрачиваемое на овладение той или иной дисциплиной, создает положительный настрой к учебе у студентов.
Преемственность содержания материала – это установление взаимосвязей знаний, полученных на занятиях предыдущей дисциплины с вновь получаемыми на занятиях последующей дисциплины. Такая взаимосвязь ведет к осознанию студентами того, что получаемые знания предыдущей дисциплины (предмета) необходимы при изучении последующего предмета (дисциплины).
Разработка урока начинается с выявления комплекса задач обучения. Важно, чтобы дидактические, воспитательные и развивающие задачи отражали общие задачи темы урока.
При разработке части урока, которая нацелена на анализ имеющихся у студентов знаний, умений (мотивация познавательной деятельности, проверка знаний, умений и приобретения навыков), преемственность содержания выражается в подборе содержательных ситуаций, которые знакомы студентам. Ситуации не следует ограничивать только рамками данной дисциплины. Особенно большой интерес вызывают задания, в содержании которых на первый взгляд, нет никакой связи с данной дисциплиной, например - загадки, поговорки, стихи и т. д.
Знакомство студентов с новым материалом общеобразовательного цикла может проводить и преподаватель общетехнического или специального цикла (изложение нового материала).
При работе над изучаемым материалом (закрепление нового материала) целесообразно включать задачи с профессиональным содержанием, которые должны соответствовать профилю профессиональной подготовки (т.е. создается небольшая производственная ситуация).
Преемственность содержания очень важна при систематизации и обобщении знаний (подведении итогов занятия). Эту часть урока проводит преподаватель последующей дисциплины, который, обобщая урок, говорит о профессиональной направленности темы, оставляя памятку-студента. В памятке говорится, что должен знать и уметь студент данной специальности.
В качестве примера предлагается интегрированный урок по физике. Тема урока: приборы, измеряющие давление. Урок проводили – преподаватель общеобразовательных дисциплин (Физика) и преподаватель специальных дисциплин (Измерительная техника) с привлечением студентов 3 курса данной специальности.
Интегрированный урок по дисциплине «Физика»
Тема 1.1 Основы молекулярно-кинетической теории (МКТ)
Тема урока: приборы, измеряющие давление.
Тип урока: лекция-беседа с элементами производственной ситуации.
Вид занятия: урок усвоения новых знаний.
Учебно-воспитательные задачи:
- Дидактическая цель: ознакомить студентов с назначением, классификацией, принципом действия и работой приборов давления.
- Воспитательная цель: формирование системности знаний на основе углубления межпредметных связей с целью повышения профессионализма учебного процесса., умение нестандартно мыслить.
- Развивающая цель: развивать логическое мышление, умение делать выводы, видеть перспективу изучаемого материала для других предметов (измерительная техника, автоматическое управление, курсовое и дипломное проектирование по автоматизации технологических процессов и производств и т. д.).
Межпредметные связи:
- Обеспечивающие: математика, физика.
- Обеспечиваемые: специальные предметы — «измерительная техника, автоматическое управление, курсовое и дипломное проектирование по автоматизации технологических процессов и производств».
Наглядные пособия: манометры: технический, образцовый, электроконтактный, жидкостной, манометр специального назначения (на кислород), макет манометра и установка для изучения газовых законов.
Раздаточный материал: опорные конспекты, тесты, карточки—задания, памятка студенту.
Основные знания и умения: знать понятие давления и единиц измерения давления; знать назначение, классификацию, принцип действия, устройство и принцип работы приборов давления; уметь измерять давление манометром и барометром.
Ход урока
I. Организационный момент.
Готовность группы к занятию, журнал посещаемости.
Преподаватель физики (преподаватель1) представляет преподавателя специальных дисциплин (преподавателя2) и студентов 3 курса.
II. Мотивация познавательной деятельности студентов.
Преподаватель1: Сегодня на уроке мы рассмотрим Вопрос № 12 «Приборы измерения давления» из нашего первого модуля.
Девиз нашего урока: Физика! Какая емкость слова! Физика для нас не просто звук! Физика—опора и основа всех без исключения наук!
Ребята так?
И сегодня на уроке вы увидите применение физических понятий, явлений в нашей жизни, в вашей будущей профессии.
Преподаватель2: Давление является важным параметром технологического процесса. Интервал давлений, применяемых в химической, нефтехимической, газовой, пищевой и других отраслях промышленности велик: от миллионных долей паскаля (мкПа) до миллиардов паскалей (ГПа). Для измерения давления создано много разновидностей приборов, которые мы и рассмотрим.
III. Проверка качества усвоения знаний предыдущего урока.
Преподаватель1: На прошлом уроке мы познакомились с давлением газа, единицами измерения давления.
3.1. Фронтальный опрос.
- Что такое давление?
- Единица давления в системе СИ?
- Внесистемные единицы давления?
3.2. Конкурс загадок.
Преподаватель2: Если вы хорошо знаете «Что такое давление», то решите, пожалуйста, задачу-сказку: «Как-то раз спросили розу, отчего, чаруя око, ты колючими шипами нас царапаешь жестоко?» Ответ: острие шипа имеет очень малую площадь сечения, и вся сила сосредотачивается на острие.
Преподаватель1: Вот еще одна: «Бортпроводница очень мило перед полетом попросила из ручек вылить все чернила. Зачем ей это надо было?» Ответ: на большой высоте давление окружающего воздуха мало, а давление в ручке равно атмосферному давлению на поверхности земли. Под действием избыточного давления чернила могут вылиться из ручки.
Ребята, может из вас кто-нибудь расскажет?
3.3. Тест (единицы измерения).
4. Логическая структура изложения нового материала.
Вопрос 12. Приборы, измеряющие давление.
Преподаватель 2. Рассмотрим следующие вопросы (план на доске)
1.2.1. Классификация приборов давления.
1.2.2. Деформационные приборы давления.
1.2.2.1. Принцип действия, виды чувствительных элементов.
1.2.2.2. Устройство прибора с одновитковой трубчатой пружиной.
1.2.2.3. Принцип работы прибора.
Запишите, пожалуйста, в конспект (с доски).
1.2.1. Вы уже знаете, что давление – физическая величина, характеризующая напряженное состояние сред – жидких и газообразных, подчиняющихся закону Паскаля. Для измерения давления применяются измерительные приборы и преобразователи.
Измерительные приборы имеют шкалу, позволяющую непосредственно оценивать давление. Измерительные преобразователи, как правило, не имеют шкалы, а преобразуют давление в унифицированный выходной сигнал (токовый, напряжения, пневматический или гидравлический). Основной характеристикой делящей приборы на виды, типы является классификация.
Обратите, пожалуйста, внимание на доску и на свои столы – это принципиальная схема классификации, перепишите в конспект и рассмотрим ее поблочно.
1.2.2. В качестве примера рассмотрим один из видов приборов давления - деформационные.
1.2.2.1. Принцип действия деформационных приборов давления основан на деформации чувствительного элемента прибора при изменении измеряемого давления.
Существует несколько видов чувствительных элементов. Какие? Это вам расскажет студент 3 курса «А».
Студент «А». В качестве чувствительных элементов применяются: сильфоны (металлические гармоники), мембраны (жесткие и гибкие), полые, одно- и многовитковые трубчатые пружины в сечении эллиптические, плоскопараллельные и реже круглые. Для увеличения пределов измерения эти элементы применяются в сочетании, например: мембранные коробки, сильфоны с внутренней пружиной и т. д., планшет с чувствительными элементами.
1.2.2.2. Рассмотрим конструкцию прибора, где чувствительным элементом служит одновитковая трубчатая пружина. Расскажет и покажет раскрытый прибор студент 3 курса – «Б».
Студент «Б». Основным элементом прибора служит одновитковая трубчатая пружина, один конец которой через штуцер соединяется с объектом контроля давления, другой – свободный имеет заглушку (при необходимости можно прочистить трубку), к которой припаяна тяга, соединяющая чувствительный элемент прибора с передаточным механизмом - трибкосекторным (зубчатый сектор с шестеренкой). На одной оси с шестеренкой передаточного механизма крепится стрелка отсчетного устройства (шкала и стрелка), здесь же закреплен один конец тонкой спиральной пружины, а противоположный конец поджимает выступ к впадине трибкосекторного механизма (для устранения зазора между зубьями зубчатой передачи) и служит устройством обратной связи.
1.2.2.3. Рассмотрим работу прибора, имеющего рассмотренную конструкцию. Перед вами установка, состоящая из сильфона и деформационного манометра. Работу прибора расскажет студент 3 курса – «В».
Студент «В». Под действием давления трубчатая (манометрическая) пружина разгибается или скручивается и ее свободный (запаянный), конец перемещается пропорционально измеряемому давлению. При увеличении измеряемого давления свободный конец трубки (чувствительного элемента) стремится разогнуться, в противном случаи - скручивается. Так как чувствительный элемент прибора связан со стрелкой отсчетного устройства через передаточный механизм то стрелка отсчетного механизма при увеличении давления переместится с лева на право, а в противном случаи – с права налево.
5. Закрепление нового материала.
Проводится в виде самостоятельной работы по карточкам-заданиям с рейтинговой оценкой (15 вариантов карточек-заданий). Снять показания с приборов, изображенных на рисунке карточек, и перевести внесистемные единицы давления в систему СИ.
6. Подведение итогов занятия.
Преподаватель1
- характеристика работы группы, студента.
- оценка за карточки-задания по рейтингу.
Преподаватель2
- «Памятка-студента» – это что должен знать и уметь специалист данного профиля.
- сохранить «Памятку-студента» до изучения предмета «Измерительная техника».
7. Домашнее задание.
Преподаватель 1: – Вопрос 12. § 3.8. Подготовить презентацию «Классификация приборов давления».