WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 |   ...   | 13 | 14 || 16 | 17 |   ...   | 58 |

Успех применения проектного метода во многом зависит от того, насколько разрабатываемый проект соответствует условиям его применения, важнейшими среди которых являются его место в образовательном процессе, уровень подготовки обучаемых, их личные особенности и др. Для выбора оптимального проекта, направленного на достижение определенных образовательных целей, необходимо иметь четкое представление о его специфике, возможностях осуществления, знаниях, умениях и навыках, на формирование которых он направлен. В соответствии со спецификой использования проектного метода обучения в профессиональной деятельности можно выделить следующие этапы выполнения проектов:

1) подготовительный этап: обоснование проблемы и актуальности проекта, выбор темы, определение его цели, задач и желаемых результатов, анализ предстоящей деятельности, выявление методов и средств поиска источников информации, планирование проекта (план работ), целевая презентация, предварительная экспертиза и коррекция;

2) основной этап: систематизация собранного материала, оформление проекта;

3) заключительный этап: заключительный контроль, защита проекта (итоговая презентация), экспертиза, рефлексия, внедрение проекта.

В качестве основания для организации проектной деятельности можно использовать итерационную модель, которая в большей степени отражает достижение цели проектирования. Она позволяет организовать проектную деятельность в учебном процессе, направленном на творческую составляющую, учет необходимости пересмотра, уточнения и оценки проектных решений, стимулируя активное взаимодействие между участниками проектной группы. Обобщенная модель организации проектной деятельности в учебном процессе представлена на рис. 1.

1. Подготовка 1.1. Подача учебного материала 1.2. Формирование группы 1.3. Распределение ролей 2. Анализ 2.1. Выявление проблемы 2.2. Формальное описание проблемы 2.3. Анализ предметной области 2.4. Выдвижение гипотезы 2.5. Выбор методов решения 3. Планирование 3.1. Формирование плана проекта 3.2. Формирование модели 3.3. Формирование алгоритма решения 4. Реализация проекта 4.1. Исследование модели и поиск допустимого решения 4.2. Расчет модели по алгоритму 4.3. Обобщение расчетных результатов 5. Представление 5.1. Анализ работы модели и полученных результатов 5.2. Подготовка презентации 6. Оценка проекта 6.1. Представление готового проекта 6.2. Оценка процессов выполнения работы 6.3. Оценка эффективности Рис. 1. Обобщенная поэтапная модель проектной деятельности Эффективность проектной деятельности является результатом организации творческого учебного процесса, интеграции общеобразовательных предметов со специальными дисциплинами на основе содержательно-информационных, операционно-деятельностных и межпредметных связей. Она выражается в формировании совокупности профессиональных умений, творческой самореализации, развитии способности работать в команде, способности к рефлексии по поводу проектной деятельности.

Основными критериями эффективности проектной деятельности являются:

1) когнитивный – оценивает уровень сформированности приобретенных знаний, умений, навыков, полноты их усвоения и способности воспроизведения и применения на практике;

2) операционно-практический – оценивает уровень технологических умений и навыков;

3) профессионального мастерства – оценивает самостоятельность в процессе выполнения проектов; качество полученного продукта, предполагающее адекватный целям выбор оптимальных приемов и способов работы; выполнение согласованных требований; оригинальность проекта, элементы новшества и открытия; соблюдение норм времени, стремление к освоению наиболее экономных способов организации труда.

Эффективность проектной деятельности будет выше при условии педагогической поддержки этого процесса. Упорядочить проектную деятельность помогает алгоритмизация действий по выполнению проекта. Особенностью проектной деятельности является то, что наличие четкого алгоритма действий не предполагает жесткого перечня шагов. Инвариантность, взаимозаменяемость различных способов перехода к следующему проектному шагу – обязательная характеристика проектной деятельности. Студенту предоставляется право выбора способа выполнения учебного проекта. Его участие в проектной деятельности заключается не в принятии готового образца, а в постановке предположений, гипотез, обсуждении наиболее целесообразных путей решения проблемы. Учитывая это, нами разработана «Технологическая карта выполнения проекта», которая предлагает возможные шаги по каждому этапу проекта.

На основании изложенного можно сделать вывод о том, что метод проектов является важным фактором совершенствования образовательного процесса и повышения квалификации преподавателей и обучаемых в контексте формирования профессионального мастерства как технология реализации практико-ориентированного подхода, основанного на принципах проблемности, субъектности, коллективной рефлексии и продуктивности.

Исследование выполнено при финансовой поддержке Российского гуманитарного научного фонда, проект № 11-06-00072а «Методические основы педагогического проектирования личностно-ориентированных электронных образовательных ресурсов».

Список использованной литературы:

1. Коллингс Е. Опыт работы американской школы по методу проектов. – Новая Москва, 1926. – 286 с.

2. Новые педагогические и информационные технологии в системе образования / Под ред.

Е. С. Полат. – М.: Издательский центр «Академия», 2008.

Холявин И. И.

Кандидат физико-математических наук, доцент, Государственный институт экономики, финансов, права и технологий Ленинградской области, г. Гатчина Ленинградской области МЕТОДИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ИННОВАЦИОННОГО ПРОЦЕССА ОБУЧЕНИЯ НА ПРИМЕРЕ ВЫПОЛНЕНИЯ РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКИХ ЗАДАНИЙ ПО ТЕОРЕТИЧЕСКОЙ МЕХАНИКЕ В СРЕДЕ MATHCAD Теоретическая механика является одной из важнейших физико-математических дисциплин, изучаемых в вузах. На основных законах механики базируются многие общеинженерные и теоретические дисциплины, такие как теория упругости, сопротивление материалов, теория машин и механизмов, детали машин, баллистика и т. д. Теоретическая механика должна, с одной стороны, обеспечить студента объемом знаний, необходимым для изучения всех последующих специальных дисциплин, а с другой – сформировать у него определенные способы и методы мыслительной деятельности как основы профессионального мышления. Эта двоякая роль курса теоретической механики определяет важность решения вопроса о соотношении теоретического содержания и подбора задач для практических занятий и самостоятельной работы студентов. Поэтому качественное знание теоретической механики требует не только глубокого знания теории, но и умения решить практическую задачу, проанализировать полученные результаты и выбрать оптимальный вариант решения.

Однако при изучении теоретической механики в вузе возникает ряд сложностей. Одна из них порождается недостаточной школьной подготовкой по такому важному для теоретической механики предмету, как геометрия. Ведь в теоретической механике практически нет задач, при решении которых студент не нуждался бы в пространственном (или хотя бы в плоском!) воображении.

Вторая сложность связана с сокращением учебных часов по теоретической механике и одновременным увеличением количества студентов, приходящихся на одного преподавателя.

И, наконец, еще одна сложность. Обширная литература по теоретической механике ([2] и др.) помогает освоить теорию и методику решения типовых задач. Однако полученные знания не освобождают от необходимости проводить рутинные и трудоемкие расчеты. Эти расчеты зачастую заслоняют физический смысл рассматриваемых в задаче механических явлений. В настоящее время не уделяется достаточного внимания математическому моделированию и механическому анализу полученного решения, за исключением, может быть [1, 3-6]. Однако потребность в этом ощущается и специалистами в их практической деятельности, и студентами в их учебе. Иными словами, нужно научить не только методам решения, но и анализу полученных результатов в задачах разной степени сложности. Эта цель может быть достигнута путем активного применения ПЭВМ в учебном процессе на базе современных математических пакетов.

В последнее время широкое распространение получили мощные пакеты математического моделирования, не требующие глубоких знаний в программировании, такие как MathCAD, Maple, MATLAB и другие. Это мощный вычислительный инструмент, позволяющий сосредоточить внимание студентов на логике физического явления и математического метода, освобождая от необходимости освоения громоздких незапоминающихся, и потому бесполезных вычислительных процедур. Плюс к этому, MathCAD позволяет написание и многократное использование простых, но очень эффективных программ. К тому же MathCAD достаточно прост в использовании.

MathCAD является все более совершенствующейся системой для работы с формулами, числами, текстами и графиками, может выполнять вычисления любой степени сложности, по своему объему допустимые на персональном компьютере. Помимо привычных численных расчетов, MathCAD способен делать символьные (аналитические) преобразования, в том числе можно решить большинство математических задач символьно (в виде формул) либо численно. MathCAD обладает широкими графическими возможностями. MathCAD позволяет записывать на экране компьютера формулы в их привычном виде.

В настоящей работе предлагается использование программ на базе MathCAD в двух направлениях:

1. Выполнение и проверка расчетно-графических работ по теоретической механике.

2. Решение типовых задач статики, кинематики и динамики, в том числе задач равновесия плоских и пространственных систем, кинематики многозвенных механизмов, определения центров масс и моментов инерции твердых тел.

Применение пакета MathCAD при решении задач теоретической механики позволяет наглядно продемонстрировать полученные результаты в их динамике, при любом интересующем нас изменении параметров задачи в виде таблиц, графиков и т. п. Таким образом, при использовании программ MathCAD в обучении и применении методов теоретической механики основным становится не формальное заучивание теорем и формул, а показ их в действии. Тем более что для большинства рассмотренных моделей представлена анимация графиков и результатов вычислений путем создания так называемых AVI-файлов и вставки их в документ MathCAD.

Применение пакета MathCAD при решении задач теоретической механики также позволяет модернизировать выполнение расчетно-графических заданий. Рассмотрим это на примере задания K3 – кинематики плоского движения.

Положение произвольной точки В плоской фигуры относительно неподвижной системы координат Оху определяется радиусом-вектором rB, который можно задать равенством (см.

рис. 1):

ОB ОА АB rB= = + =rА+АВ.

(1) АB Угол определяет направление вектора относительно оси Ох. Скорость точки В определяется дифференцированием равенства (1) по времени:

vB=vA+vВА, …………………………………………………………(2) где vA – скорость точки А, vВА – скорость точки В при вращении плоской фигуры вокруг по люса А, vВА=АВ. Здесь – угловая скорость плоской фигуры, =.

Согласно теореме об ускорениях точек плоской фигуры, у wAB wn В AB wB=wA+ +, rВ АВ wAB где wA – ускорение точки А, – касательное ускорение точки В wAB wn AB при вращении плоской фигуры вокруг полюса А, =АВ, – нормальное ускорение точки В при вращении вокруг полюса А, rА А О х Рис. wn =(АВ).

AB При выполнении РГР обычно рассматривается 4 плоских механизма:

1) кривошипно-ползунный механизм (рис. 2);

2) ползунно-ползунный механизм (рис. 3);

3) планетарный механизм (внешний или внутренний, с одним подвижным или с двумя подвижными колесами, рис. 4);

4) колесо (рис. 5).

Угол определяем в зависимости от конкретного вида механизма. Так, для кривошипно-ползунного механизма (рис. 2) угол можно найти из уравнений, которые определяют OB вектор в проекции на ось Оу с учетом знака координаты хВ0:

yB0 OAarcsin() arcsin( ), если хВ0 0, AB 2 arcsin( yB0 OAarcsin()) в противном случае.

AB = Аналогично для ползунно-ползунного механизма (рис. 3):

yА arcsin, если хВ0 0, AB 2 arcsin yА в противном случае.

AB = Для планетарного механизма (рис. 4) угол определяется интегрированием угловой скорости 1, которая, в свою очередь, определяется с использованием мгновенного центра скоростей:

t2 R 2 r =0 +[0+(0-0) ]t+0.

И, наконец, для колеса (рис. 5) угол определяется из закона движения точки А – центра масс колеса:

0.5w0t2 v0t R =- +0.

Для каждого из этих механизмов написана простая программа в MathCAD (см., например, листинг 1 для кривошипно-ползунного механизма).

Эта программа позволяет определить траектории движения нужных точек, их скорости и ускорения в любой момент времени, для любого значения угла поворота вокруг полюса и другие требуемые характеристики плоского движения (рис. 2 для кривошипно-ползунного механизма). При этом для того чтобы воспользоваться программой, необходимо придерживаться некоторых одинаковых условий для каждого варианта. Так, в кривошипно-ползунном механизме ось Ох должна быть направлена параллельно направлению движения ползуна В у WAу А VAC 0 х О А yBC В xBх В О xBРис. 2 Рис. вправо (рис. 2); для внутреннего планетарного механизма радиус колеса на кривошипе отрицателен, а для внешнего положителен (рис. 4). В ползунно-ползунном механизме ось Ох должна быть направлена вдоль движения ползуна В вправо, ось Оу – вдоль направления движения ползуна А (рис. 3).

В y у В 0 0 0 А r WА0 x х O А VАА О R Рис. 4 Рис. В работе предложено по 30 вариантов для каждого механизма. В результате студент выполняет расчеты для каждого механизма своего варианта (т. е. 4 задания).

Для каждого из рассматриваемых механизмов созданы анимационные клипы. MathCAD имеет предназначенную для этого встроенную переменную FRAME. Переменная FRAME принимает целочисленные значения от 0 до n и должна быть включена в программу так, чтобы с изменением FRAME изменялся вид соответствующего графика, т. е. от переменной FRAME должны зависеть изображаемые компоненты этого графика. Поэтому значением FRAME фактически является номер кадра. Значение переменной FRAME обычно задается в диалоговом окне, открывающемся командой ViewAnimate (ВидАнимировать). Перед созданием анимационного клипа следует убедиться, что в меню Math (Математика) включен режим автоматических вычислений.

Сохраненный как AVI-файл клип нужно вставить в документ MathCAD.

Pages:     | 1 |   ...   | 13 | 14 || 16 | 17 |   ...   | 58 |



© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.