Реалізація компетентнісного підходу щодо введення поняття магнітної індукції у вищих технічних навчальних закладах

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Реалізація компетентнісного підходу щодо введення поняття магнітної індукції у вищих технічних навчальних закладах

У статті наведений варіант вирішення таких актуальних проблем, як недостатня відповідність освітніх послуг вимогам суспільства, запитам особистості, потребам ринку праці. Представлено варіант удосконалення та реформування методів навчання, змісту і структури подання навчального матеріалу. Враховано специфіку навчання у вищих технічних, виділено професійні компетенції - предметно-теоретичну та технологічну. На прикладі теми «Електромагнетизм», в якій сконцентровано за- гальнонаукові та специфічні методи дослідження фізичний явищ і здійснюється відкриття законів і закономірностей природи, розглянуто один методичних підходів: комплексного представлення теоретичних і експериментальних методів дослідження властивостей електромагнітного поля та введення поняття індукції магнітного поля задля створення у процесі навчання фізики у технічному навчальному закладі умов для формування особистості майбутнього фахівця, котрий буде мати системність в якості знань. Вивчення курсу загальної фізики у вищих технічних навчальних закладів на основі компетентнісного підходу є перспективним щодо удосконалення методики викладання фізики майбутнім інженерам (технологам).

В статье приведен вариант решения таких актуальных проблем, как недостаточное соответствие образовательных услуг требованиям общества, запросам личности, потребностям рынка труда. Представлены вариант усовершенствования и реформирования методов обучения, содержания и структуры представления учебного материала. Учтена специфика обучения в высших технических, выделено профессиональные компетенции- предметно-теоретическую и технологическую. На примере темы «Электромагнетизм», в которой сконцентрировано общенаучные и специфические методы исследования физическое явлений и осуществляется открытие законов и закономерностей природы, рассмотрен один методических подходов: комплексного представления теоретических и экспериментальных методов исследования свойств электромагнитного поля и введение понятия индукции магнитного поля для создания в процессе обучения физике в техническом учебном заведении условий для формирования личности будущего специалиста, который будет иметь системность в качестве знаний. Изучение курса общей физики в высших технических учебных заведений на основе компетентностного подхода является перспективным по совершенствованию методики преподавания физики будущим инженерам (технологам).

Постановка проблеми. Розбудова національної системи освіти в сучасних умовах з урахуванням кардинальних змін у всіх сферах суспільного життя, вимагає критичного осмислення досягнутого і зосередження зусиль та ресурсів на розв'язанні найбільш гострих проблем, які стримують розвиток, і не дають можливості забезпечити нову якість освіти, адекватну нинішній історичній епосі. Водночас перехід економіки України до ринкових відносин значною мірою обумовлює модернізацію системи професійно-технічної освіти. Поступове формування культури цільового управління навчально-виховним процесом в умовах компетент- нісного підходу до розвитку системи освіти багато в чому обумовлено необхідністю об'єднання зусиль педагогічних колективів для виконання своєї місії - сприяти самореаліза- ції випускників професійно-технічних навчальних закладів в їх життєдіяльності у ринкових умовах, що вимагають від них високої професійної та соціальної компетентності. При цьому конкурентоспроможність випускників професійно- технічних навчальних закладів розглядається не тільки з точки зору якості одержаних ними професійних знань, навичок та вмінь, а й з точки зору відповідності їх ділових та особистісних якостей обраній професії. Серед зазначених проблем актуальними є: недостатня відповідність освітніх послуг вимогам суспільства, запитам особистості, потребам ринку праці. Тобто виникає необхідність удосконалення та реформування методів навчання, змісту і структури подання навчального матеріалу, удосконалення форм і методів організації самостійної роботи студентів.

Аналіз останніх досліджень і публікацій. В умовах трансформації вимог роботодавців до рівня професійної підготовки фахівців перед системою освіти постає завдання вдосконалення освітніх технологій і моделей підготовки фахівців, здатних до оперативної адаптації, ефективної реалізації свого потенціалу, професійному зростанню і розвитку в умовах реальної трудової діяльності. Завдання підготовки в системі вищої та післявузівської технічної освіти фахівців, які володіють способами, засобами, методами проектування та наукового дослідження і одночасно навичками професійної діяльності, може бути вирішена через організацію в про- 108 цесі засвоєння студентами освітніх програм індивідуальної траєкторії їх науково-дослідної діяльності.

Аналіз багатьох літературних джерел засвідчує, що нині освіта має носити випереджувальний характер і бути націленою на ідентифікацію особистості шляхом набуття життєвого і професійного досвіду умовно структурованого у вигляді компетенцій. У педагогіці вже знайшло схвалення сприйняття компетенцій як базових компонентів потенційної компетентності, яку може продемонструвати випускник. Слушними видаються думки А. Хуторського, Е. Зеєра, В. Береки, які визначають компетенцію як норму професійної підготовки посадової особи, а сформовану компетентність - як результат цієї підготовки [1].

Фізика у вищому технічному навчальному закладі є теоретичною основою всієї сучасної техніки и більшості технологій. Це потрібно враховувати, починаючи з першої лекції й до екзамену. Разом доцільною вважається ідея стрижневої освіти, за якою навчання фізики базується на технічному застосуванні фізичних явищ. Механікам - механіку, теплотехнікам - термодинаміку, електроенергетикам - електрику і магнетизм, автомобілістам - все, що є в автомобілі. З підбором прикладів принципових труднощів не виникає - всі галузі техніки покладаються на теоретичне ядро науки фізики [2]. Проте стрижнева прикладна спрямованість позбавлена системності і водночас потребують спеціальної технічної грамотності викладачів фізиків, технічної ерудиція з багатьох галузей техніки. Суперечність між рівнем фундаментальної і технологічної компетентностями викладача фізики, націленої на результат - навчання фізики майбутніх інженерів (в широкому сенсі цього слова - технологів) зумовлює проблему доцільності оперування не технічними прикладами, а технічними функціями фізичних явищ. Один із варіантів вирішення зазначеної проблеми ми вбачаємо у виявленні існуючих ефективних технічних рішень, що реалізують ту функцію, яка потрібна для усунення недоліків технічної системи. У поняття функції входить тріада: «носій функції-дія-об' єкт дії». Фактично це метод пошуку і перенесення фізичних рішень інженерних завдань, що сприяє формуванню ціннісного компоненту професійних компетентностей майбутніх інженерів у навчанні фізики.

магнітна індукція технічний компетентність

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Формування професійних компетентностей студентів вищих технічних навчальних закладів під час вивчення загального курсу фізики (на прикладі введення поняття індукції магнітного поля) є метою дослідження.

Виклад основного матеріалу. Розвиток професійних можливостей студентів має комплекс різних джерел цілепо- кладання. Перш за все, мова йде про соціальне замовлення на підготовку компетентних фахівців, по-друге, - студент, індивідуально-особистісний потенціал якого має цінність для майбутньої професійної діяльності, по-третє, - це замовлення роботодавця.

Практика роботи в технічному університеті засвідчує, що студенти мають утруднення зі застосовуванням отриманих знань фізичної теорії, зокрема під час виконання професійно-орієнтованих практичних завдань. Це обумовлено тим, що програма курсу загальної фізики недостатньо враховує особливості технологічних процесів, з якими доводиться стикатися випускникам технічних університетів в ході професійної діяльності. Таким чином, у сфері навчання давно назріла необхідність ключових змін, пов'язаних з корінною перебудовою всієї системи освіти з метою підвищення її якості та ефективності. Специфіка навчання у вищих технічних вузах полягає в тому, що крім загальнонаукових дисциплін у навчальних планах цих вузів існують цикли професійно-технічних дисциплін, тому процес навчання повинен здійснюватися на засадах міжпредметної взаємодії загальнонаукових дисциплін із загальнопрофесійними і спеціальними дисциплінами, без чого неможливо успішне оволодіння професійними компетенціями - предметнотеоретичною та технологічною.

Предметно-теоретична компонента включає в себе: фундаментальні явища і закони фізики, в тому числі ті, що покладені в основу багатьох загальнопрофесійних і спеціальних дисциплін; уявлення про плин природних процесів з позицій математичного моделювання; розуміння сутності фізичних законів і меж їх застосування; розуміння фундаментальних принципів фізики, сформованого рівня системності знань студентів.

Технологічну компетентність можна розглядати як складову загально-професійної компетентності майбутнього інженера, яка відображає здатність і готовність розв' язувати задачі професійної діяльності з використанням різноманітних технологій [4].

Розділ «Електромагнетизм» - один з найбільш важливих розділів курсу, де вивчають електричні, магнітні явища, електромагнітні коливання, питання єдності електричного та магнітного полів та теорія електромагнітного поля Максвелла, яка є однією з фундаментальних фізичних теорій, що зумовила подальший бурхливий розвиток фізики як науки, стала основою науково-технічного прогресу і привела до становлення електромагнітної картини світу. В темі «Електромагнетизм» сконцентровано загальнонаукові та специфічні методи дослідження фізичний явищ, здійснюється відкриття законів і закономірностей природи. Тому у підготовці студентів-інженерів цей розділ фізики, у структурі курсу загальної фізики, сприяє формуванню інтегрованого бачення людини і світу у їх різноманітних взаємозв' язках, становлення на цій основі наукового світогляду, що є одним з основних орієнтирів у методиці навчання фізики.

Разом з тим, багато питань залишаються невирішени- ми. Зокрема, одним із методичних підходів є комплексне представлення теоретичних і експериментальних методів дослідження властивостей електромагнітного поля [3]. Втім з позицій професійної спрямованості навчання майбутніх інженерів існує потреба в модернізації змісту, структури й методики навчання електромагнетизму у процесі навчання курсу загальної фізики.

Одне з найважливіших понять в електромагнетизмі - вектор індукції магнітного поля, який розглядається під час вивчення студентами магнітного поля струму. Цю характеристику можна ввести по-різному: а) за дією сили Лоренца на рухомий заряд; б) за дією сили Ампера на провідник зі струмом; в) через момент сил, що діють на контур зі струмом; г) із закону електромагнітної індукції Фарадея.

Серед пропонованого переліку для дослідження магнітного поля варто використовувати рамку зі струмом, розміри якої малі в порівнянні з відстанню до струмів, що утворюють магнітне поле. Це спричинено тим, що пропонований спосіб має найбільшу прикладну спрямованість у технічній галузі його реалізації.

Орієнтація контуру (рамки зі струмом) у просторі характеризуємо напрямком нормалі до контуру.

Додатній напрямок нормалі визначається за мнемонічним правилом правої руки: чотири пальці правої руки розташувати по напрямкові струму в рамці, відігнутий під прямим кутом великий палець вкаже напрямок нормалі. Магнітне поле виявляє на рамку зі струмом дію, що орієнтує. Рамка встановлюється в магнітному полі так, що її нормаль збігається з напрямком силових ліній магнітного поля (рис. 1).

Магнітним моментом p_m рамки зі струмом називають вектор, що дорівнює добутку сили струму, що тече вздовж рамки, на вектор площі S = Sn , обмеженої контуром. Напрямок p_m збігається з напрямком П . Напрямок p_m визначається за правилом правої руки.

Оскільки рамка зі струмом випробовує дію поля, що її орієнтує, то на неї в магнітному полі діє пара сил. Обертальний момент сил залежить як від властивостей поля в даній точці M~В, так і від властивостей рамки M_o6~p_m :

^Mоб = [Pm;^{В] , аб}° ^Mоб = Pm^{B sin} (Pm^{, В})

^аб° ^Mоб max = Pm^{B ,}

де В - вектор магнітної індукції, є силовою кількісною характеристикою магнітного поля. Одиниця виміру магнітної індукції - Тесла.

Якщо в дану точку магнітного поля вносити різні рамки зі струмом, що мають магнітні моменти p₁, p₂,...p_n, то обертальний момент буде для кожної рамки різним M₁, M₂,. M_n, але відношення M_o6 _max / p_m = В для всіх рамок однаковим й може характеризувати магнітного поля.

Магнітна індукція (В) - векторна фізична величина, яка є силовою характеристикою магнітного поля, що чисельно дорівнює відношенню максимального обертаючого моменту, що діє на контур зі струмом в однорідному магнітному полі, до добутку сили струму I в контурі на його площу S. У даній точці однорідного магнітного поля магнітна індукція чисельно дорівнює максимальному обертальному механічному моменту, діючому на рамку з магнітним моментом рівним одиниці, коли нормаль до рамки перпендикулярна напрямку поля.

Подальшого узагальнення це поняття набуває в моделі Максвелла про змінне магнітне поле, що породжує вихрове електричне поле і, навпаки, щодо узагальнення уявлень студентів про: електромагнітне поле як вид матерії, завдяки якому здійснюється електромагнітна взаємодія; електричне і магнітне поля - це два види єдиного електромагнітного поля; прояв електричного чи магнітного поля в залежності від вибору системи відліку; енергію електромагнітного поля. Таким чином, є всі підстави для формування у студента- інженера системності знань.

Отже, у процесі навчання фізики у технічному ВНЗ потрібно створити умови для формування особистості майбутнього фахівця, котрий буде мати системність в якості знань. Це завдання не стільки змісту освіти, скільки технологічних аспектів.

Висновки і перспективи подальших розвідок

Особливості введення поняття магнітної індукції при вивченні курсу загальної фізики у вищих технічних навчальних закладів на основі компетентнісного підходу є перспективним щодо удосконалення методики викладання фізики майбутнім інженерам (технологам).

Список використаних джерел