Моделирование как эффективное средство приобщения студентов к техническому творчеству. Методическая разработка

Тамбовское областное государственное автономное профессиональное образовательное учреждение «Техникум отраслевых технологий»

Моделирование как эффективное средство приобщения студентов к техническому творчеству.

Раздел: внеурочная деятельность.

Разработчик: преподаватель ТОГАОУ

«Техникум отраслевых технологий»

Порядина Г. А.

Тамбов 2019

Аннотация.

В данной работе рассматривается структура технического моделирования и макетирования, приводятся направления применения данного вида деятельности в учебном процессе.

В результате успешной реализации проекта была подтверждена гипотеза, что моделирование является эффективным средством приобщения студентов к техническому творчеству и способствует активизации познавательной деятельности.

Мониторинг учебного процесса показал, что студенты из научно-студенческого общества «Юнис», выполняющие работы по техническому моделированию, имеют высокие образовательные результаты и стабильное их улучшение, за время проекта.

Разработка рекомендуется для применения во внеурочной работе, для студентов увлекающихся научно-техническим творчеством.

Содержание:

«Значительное влияние на поведение и деятельность оказывает то знание, которое самостоятельно усвоено человеком и связано с открытием, сделанным им самим».

К. Роджерс

1.Введение

Воплощение собственных замыслов в реальность всегда дарит радость, несмотря на муки творчества. Создание ситуации успеха способствует восприятию красоты труда, мотивирует на быстрое и качественное выполнение работы, помогает в приобретении опыта исследовательской и экспериментальной деятельности. Моделирование – исследование объектов, процессов, явлений на моделях - устройствах, подобных прототипу, настоящему предмету. Модель воспроизводит строение и действие своего образца. Она бывает меньших размеров, либо в натуральную величину или даже превосходит оригинал размерами.

Цель моделирования: получение данных, помогающих оценить натурные нагрузки, на разрабатываемую конструкцию, изучить устройство какой – либо системы или её отдельных узлов; знакомство с различными направлениями технических дисциплин; приобщение к техническому творчеству. Примерный план работы представлен в данной работе.

2.Педагогические цели и задачи проекта:

- когнитивные – познание объектов окружающей реальности; изучение способов решения проблем, овладение навыками работы с источниками информации, инструментами и технологиями;

-организационные – овладение навыками самоорганизации, умением ставить перед собой цели, планировать и корректировать деятельность, принимать решения; нести личную ответственность за результат;

-креативные – умение конструировать, моделировать, проектировать, применять информационные технологии;

-коммуникативные – развитие навыков работы в группе, воспитание толерантности, формирование культуры публичных выступлений.

Решение поставленных задач стимулируют интерес студентов к знаниям, их применению для конкретных жизненных ситуаций. Активное включение в данный вид деятельности помогает осваиваться в социокультурной среде, развивает навыки и умения адаптироваться к изменяющимся условиям жизни человека. ( Приложение 3)

3. Структура технического моделирования и макетирования прослеживает пути реализации задач эффективности образовательного процесса, индивидуализации и вариативности, а также развития личностного потенциала студентов, их готовности к непрерывному образованию и самообразованию. Посредством индивидуального выбора, доступности материалов, систематического стимулирования самостоятельной работы; достигается устойчивый интерес к предметам профессионального и естественно - научного циклов. Структура дана на рисунке 1.

Рис. 1. Структура технического моделирования и макетирования

века.

4.Этапы проектирования моделей и макетов:

- постановка задачи по моделированию и макетированию с учётом индивидуальных интересов и наклонностей;

- поиск и сбор информации об объекте конструирования в печатных изданиях и Интернет-ресурсах, составление исторических и научно-технических справок, особенно ценна информация об объектах имеющих историко–культурное значение (раритетная техника, этапы развития технических устройств, техника времён Великой Отечественной войны, робототехника);

- анализ конструкции, разработка чертежей и эскизов элементов деталей; (приложение 3)

- выбор материала для изготовления модели или макета;

- выбор технологии изготовления изделия, в соответствии с техникой безопасности и охраной труда;

- изготовление деталей объекта техники, с применением знаний технических дисциплин и предметов естественно-научного цикла; качество выполнения контролируется самим студентом, при консультации с преподавателем; (приложение 4)

- сборка и отделка в домашних условиях, помощь и участие родителей приветствуется; (приложение 1)

- написание и защита творческих и исследовательских проектов на основе собранных материалов; представление медиапрезентаций в рамках научно-практической конференции; (приложение 5)

5.План внеурочной работы. Рекомендуемые проекты по моделированию и экспериментированию в рамках изучения специальных предметов и естественно - научного цикла.

Внимание:

Перед выполнением работ повторить технику безопасности!

Примерный план работы:

Механика

Темы моделей, исследований:

1.Гидравлический пресс

2.Гидравлический тормоз

3.Демонстрация силы трения

4.Демонстрация закона Архимеда

5.Модели ракетной техники

6.Реактивное движение в природе, фотографии наблюдений.

Домашний эксперимент:

1.Опыт с вращающимся ведерком воды.

2.Картезианский водолаз.

3.Виды сил трения. Наблюдать, описать.

4.Реактивное движение, опыт с воздушным шариком.

Домашняя контрольная работа.

Решение 10 задач по механике по выбору.

Молекулярная физика.

Темы моделей и презентаций:

1. Модель броуновского движения.

2.Тепловые явления в природе. Презентации фотографий.

3.М.В. Ломоносов «Жизнь и деятельность».

4.Термометр. История совершенствования.

5.Открытие уравнения Менделеева - Клапейрона.

6.Изопроцессы вокруг нас.

Домашний эксперимент:

1.Взаимодействие молекул (яблоко, картофелина, стеклянные пластины, бумага). Фото отчёт.

2.Броуновское движение (модель), частицы пыли в световом луче.

3.Измерение температуры в разных частях комнаты

4.Измерение давления в шинах.

Домашняя контрольная работа.

Решение 10 задач по молекулярной физике по выбору.

Основные понятия термодинамики.

Модели и презентации:

1.История развития тепловых двигателей.

2.Тепловые двигатели и охрана окружающей среды.

3.Модели двигателей внутреннего сгорания и дизельного.

Домашний эксперимент:

1.Вертушка паровая из скорлупы.

2.Воздушный пистолет.

Домашняя контрольная работа.

Решение 10 задач по термодинамике по выбору.

Свойства газов и жидкостей.

Рефераты, презентации и исследования:

1.Причины и значение климатических изменений.

2.Что знаем о процессе кипения и областях применения?

3.Учет влажности воздуха в профессиональной деятельности.

4.Сжатый воздух в пневматике.

5.Уникальные свойства воды.

6.Сверхтекучесть жидкости

7.Физические основы эксплуатационных материалов в технике.

Домашний эксперимент:

1.Поверхностное натяжение воды и мыльных пузырей.

2.Опыт со временем появления ржавчины.

3.Изучение работы пневматического инструмента.

Домашняя контрольная работа.

Решение 10 задач по теме: «Свойства газов и жидкостей» по выбору.

Строение и свойства твердых тел.

Рефераты, презентации, исследования:

1.Композитные материалы в современной жизни.

2.Запас прочности материалов.

3.Создание материалов с заданными свойствами.

4.Выращивание кристаллов.

5.Стеклопластик и его применение.

Домашний эксперимент:

1.Вырастить кристалл медного купороса.

2.Сравнение прочности металла и стеклопластика.

3.Коллекция кристаллов.

Домашняя контрольная работа.

Решение 10 задач по свойствам твёрдых тел по выбору.

Электродинамика.

Рефераты, презентации, модели, исследования:

1.Открытие закона Кулона.

2.Конденсатор в системе электрооборудования автомобиля.

3.Система электрооборудования современного автомобиля.

4.Для чего нужен автомобилю антистатик?

Домашний эксперимент:

1.Опыты по электризации.

2.Коллекция проводников и диэлектриков.

Домашняя контрольная работа.

Решение 10 задач по электродинамике по выбору.

Постоянный ток.

Рефераты, модели, презентации, исследования:

1.С.Г.Ом «Жизнь и деятельность»

2.Электрическая схема электрооборудования автомобиля.

3.Обозначения на электрических схемах.

4.Получение постоянного тока.

Домашний эксперимент:

1.Электрические схемы бытового оборудования.

2.Применение энергосберегающих технологий.

Домашняя контрольная работа.

Решение 10 задач по теме: «Постоянный ток» по выбору.

Магнитное поле.

Рефераты, модели, презентации, исследования:

1.Применение гироскопических компасов.

2.История создания и совершенствования компаса.

3.Электроизмерительные приборы в автомобиле.

4.История возникновения и модификации громкоговорителей.

5.Применение ферромагнетиков.

Домашний эксперимент:

1.Взаимодействие магнита с бытовыми электрическими приборами. Домашняя контрольная работа.

Решение 10 задач по теме: «Магнитное поле» по выбору.

Электрический ток в различных средах.

Рефераты, исследования, презентации:

1.Явление сверхпроводимости.

2.Применение полупроводниковых приборов в электрооборудовании автомобиля.

3.Применение электролиза.

4.Разряды в газах.

Домашний эксперимент:

1.Сфотографировать в темноте искровые разряды от свитера.

2.Получение тока от картофелины, лимона.

Домашняя контрольная работа.

Решение 10 задач по теме: «Электролиз» по выбору.

Электромагнитная индукция.

Темы рефератов, исследований:

1.История открытия электромагнитной индукции.

2.Э.Х.Ленц. Правило Ленца.

Домашний эксперимент.

1.Опыт по самоиндукции.

Домашняя контрольная работа.

Решение 10 задач по теме: «Самоиндукция» по выбору.

Электромагнитные колебания.

Темы рефератов, исследований, моделей:

1.Устройство осциллографа.

2.Автоколебания. Генератор незатухающих колебаний.

3.Генератор переменного тока.

4.Трансформаторы.

5.Энергосбережение при передаче электрической энергии.

Домашний эксперимент:

1.Наблюдение обратимости электрических машин.

2.Реверсирование электродвигателей.

Домашняя контрольная работа.

Решение 10 задач по теме: «Переменный ток» по выбору

Электромагнитные волны.

Рефераты, исследования, модели:

1.Изобретение радио А.С. Поповым.

2.История открытия закона отражения и преломления света.

3.Применение интерференции, дифракции, поляризации.

4.Свойства и применение электромагнитных излучений различных диапазонов длин волн.

Домашний эксперимент:

1.Опыты по интерференции.

2.Опыты по дифракции.

3.Опыты по отражению и преломлению света.

Домашняя контрольная работа.

Решение 10 задач по теме: «Радиолокация» по выбору.

Элементы СТО.

Рефераты, презентации, исследования:

1.Специальная теория относительности и современность.

2.Жизнь и деятельность А.Эйнштейна.

3.Развитие теоретической физики.

Домашний эксперимент:

1.Кроссворд по теме: «Коллайдер и другие объекты современной науки».

Домашняя контрольная работа.

Решение 10 задач по теме: «Постулаты СТО» по выбору.

Астрономический календарь.

Рефераты, исследования, модели :

1.Найдены звездные системы, схожие с Солнечной системой.

2.Обнаружена планета с океанами из спирта.

3.Влияние солнечной активности на жизнь планеты Земля.

4.Модель Солнечной системы.

Домашний эксперимент:

1.Кроссворд по теме: «Астрономические объекты».

2.Астрономические наблюдения.

3.Модели кратеров.

Домашняя контрольная работа.

Решение 10 задач из сборника: «Олимпиады по астрономии».

Световые кванты.

Рефераты, исследования, модели:

1.А. Г. Столетов. Жизнь и деятельность.

2.Квант света - фотон.

3.Применение фотоэффекта в технике.

Домашний эксперимент:

1.Электрические схемы с фотоэлементом.

2.Запись и воспроизведение звука. Наблюдение звуковой дорожки на кинопленке.

Домашняя контрольная работа.

Решение 10 задач по теме: «Фотоэффект» по выбору.

Атом и атомное ядро.

Рефераты, исследования, презентации:

1.Э.Резерфорд. Жизнь и деятельность.

2.Лазер и его правильное, безопасное применение.

3.Применение спектрального анализа.

4.Применение радиоактивных изотопов.

5.Защита от радиации.

Домашний эксперимент:

1.Безопасные опыты с простейшим лазером.

2.Опыт с улиткой, по наличию радиации.

Домашняя контрольная работа.

Решение 10 задач по теме: «Атомное ядро» по выбору.

Адрес публикации: https://www.prodlenka.org/metodicheskie-razrabotki/372489-modelirovanie-kak-jeffektivnoe-sredstvo-priob