Инновационные методы обучения по технической механике. Адаптированные методы научного творчества в обучении технической механике

Задачи, легкие или сложные, хорошие или не очень, требующие решения, преследуют любое живое биологическое существо постоянно. Часто в разговорах, в спорах, в размышлениях я вспоминаю следующую ситуацию из детства: кошка нашла по жалобному мяуканью котенка, провалившегося за ящик. Расстояния были не более 70мм между ящиком и стеной с двух граней, между ящиком и основанием, остальные грани свободные. Мгновенно сообразив, кошка распласталась, полезла под ящик, прихватив одной лапой детеныша-неудачника, вытащила котенка. Затем легла на бок, положила котенка на лапы, а верхними лапами била непослушного, на что наказуемый, мяукая, просил прощения (жаль, что бумага не изображает звука). Пример приведен мною для доказательства, что жизнь сама заставляет творчески (креативно) мыслить любое биологическое существо, потому что надо жить и выжить не толькобиологической (социальной) единице, но и ее потомству (государству).

Человеческая деятельность всегда требовала творческого мышления. Анализируя свое окружение, человечество изучило колоссальное число систем, нашло множество связей между системой и ее надсистемой, наднадсистемой, подсистемой, подподсистемой и т.д. и изобрело множество методик решения сложных и хороших задач, объединенных в настоящее время в единую теорию решения изобретательских задач (ТРИЗ). Ее разработка и распространение связаны с именем инженера-изобретателя, писателя-фантаста Г. С. Альтшуллера

ТРИЗ развивает системный и диалектический образ мышления, применимый к любым жизненным ситуациям. ТРИЗ - это наука о творчестве. Основным теоретическим положением ТРИЗ является утверждение, что технические системы развиваются по объективным, познаваемым законам, которые выявляются путем изучения больших массивов научно-технической информации и истории техники.

Основными особенностями ТРИЗ являются: использование закономерностей развития систем; выявление и разрешение противоречий, возникающих при развитии систем; систематизация различных видов психологической инерции; использование методов ее преодоления, развитие многоэкранного (системного) стиля мышления, использование специальных системных операторов, методика поиска ресурсов (вещественных, энергетических, информационных и др.), структурирование информации о проблемной ситуации, специальное информационно-методическое обеспечение.

В статье описан пример использования методов ТРИЗ Г. С. Альтшуллера в обучении студентов технической механике. Тренинг как интенсивное обучение с практической направленностью был выбран в качестве технологии проведения занятия. Структура тренинга включает в себя блоки, реализующие цели занятия, адекватные целям креативного образования в целом .

Блок 1. Мотивация. К инженеру завода, выпускающего мини-тракторы, после сдачи стандартных тестовых заданий на профессиональную пригодность, пришли на собеседование трое молодых претендентов, получивших одинаковое количество высоких баллов. К счастью или к несчастью, оказалось, что трое молодых людей оказались знакомы друг с другом. Сославшись на вызов управляющего на один час, инженер попросил претендентов (по желанию) помочь решить одну проблему, результат которого будет влиять на прием одного из претендентов на очень высокооплачиваемую работу. Проблема состояла в следующем: перед входом в высотное здание, где находился административный блок предприятия, требовалось установить макет мини-трактора. Вес мини-трактора 1200 кг. Принимается любое техническое решение данной проблемы.

Покажите хоть одного человека (даже лен-н-н-нивого), не желающего работать с высокой зарплатой?

Задача - проблема есть и каждый студент (претендент) на занятии ищет свой алгоритм решения задачи, используя свой уровень творческого мышления. Начинаем творить чудеса. Думаем и творим, творим и думаем. Системное мышление, строго учитывающее все положения системного подхода - всесторонность, взаимоувязанность, целостность, многоаспектность, учитывающее влияние всех значимых для данного рассмотрения систем и связей нерасчлененного, синкретического мышления. С точки зрения системного подхода объекты, входящие в данную систему, должны рассматриваться и сами по себе, и в связи со многими объектами и явлениями. Достаточно выделить только наиболее устойчивые связи, непосредственно и значительно влияющие на решение поставленной задачи и поддающиеся реальной оценке.

Задача преподавателя, заключается в поддержке и развитии творческого мышления, в преодолении психологических барьеров у студентов, в умелом применении методов научного творчества. Формулирую ненавязчиво вопросы - подсказки: «Обозначить в решаемой задаче надсистему - систему - подсистему»; «Какие функции несут надсистема - система - подсистема?»; «Что требуется изменить для решения задачи: надсистему - систему - подсистему и как это сделать?» и т.д. Итогом этого блока должны быть идеи студентов для решения поставленной задачи в любой форме: выполнение эскизов, выявление и разрешение противоречий, возникающих при развитии системы. Наблюдаю, помогаю без афиширования, даю возможность на негласную подсказку продолжением занятия.

Блок 2. Содержательная часть 1. Основание для установки макета мини - трактора, допустим, был утвержден со сверх-эффектом: в пространство основания было решено ставить велосипеды сотрудников (сообразительным подсказка). В ходе конструирования был принят вариант, где несущие элементы работали на сжатие.

Сжатием называется такой вид нагружения, при котором в сечении бруса возникает только один внутренний силовой фактор - продольная сила, обозначается буквой N, размерность в ньютонах,Н. Нормальным напряжением называется продольная сила, приходящаяся на единицу площади, обозначается буквой σ (сигма), размерность в ньютонах на квадратный миллиметр, Н/мм 2 .

Условие прочности при сжатии:

σ = N/А ≤ | σ |;

где σ - расчетное напряжение, Н/мм 2 ;

N - сжимающая продольная сила, Н;

А - площадь поперечного сечения, мм 2 ;

| σ | - допускаемое напряжение материала, Н/мм 2 .

Суть сжатия или растяжения: действуя на брус вдоль продольной оси, проходящей через центр тяжести поперечного сечения бруса, внешняя сила - действие вызывает противодействие - внутренний силовой фактор, названной продольной силой N. Значит, внутренний силовой фактор - это сила, возникающая в самом материале только от действия внешней силы. Разнообразие материалов в природе подтверждается их внутренним строением, различными силами притяжения и отталкивания молекул вещества.

Совсем маленькая стартовая площадка для творческого мышления при расчете на сжатие: определение площади поперечного сечения и подбор материала детали.

В вышеуказанном теоретическом материале доминирует инерция привычных, специальных терминов.

Из условия прочности находим требуемую площадь поперечного сечения, приравняв расчетное напряжение допускаемому напряжению материала:

А тр = N/ | σ |;

Допустим А тр = 18 см 2 .

Требуется определить стойку из стандартных металлических профилей: швеллера, балки двутавровой и уголка равнополочного.

По ГОСТ 8240-89 «Швеллеры» подбираем швеллер № 16 с площадью поперечного сечения равным А=18,1 см 2 , что больше А тр = 18 см 2 .

По ГОСТ 8239-89 «Балки двутавровые» подбираем балку двутавровую № 16 с площадью поперечного сечения равным А=20,2см 2 ,что больше А тр = 18 см 2 .

По ГОСТ 8509-89 «Сталь прокатная уголки равнополочные» подбираем уголок равнополочный № 10 с площадью поперечного сечения равным А=19,24см 2 ,что больше А тр = 18 см 2 .

Какой вариант самый экономичный? Почему? (Экономичным вариантом будет вариант стойки из швеллера № 16).

Блок 3. Интеллектуальная разминка.
1. Прочитав стихотворение, определить время года

Молчание текло,

Прошел страстей накал,

И солнце не пекло,

И горек запах трав,

Забвение пришло. (Осень).
2. «Она пошла - ее съели» - что или кто это? (Шахматная пешка).
3. Давайте будем устраиваться на работу. Пришел инженер и готов внимательно выслушать ваши решения поставленной проблемы. Условия следующие: объяснять жестами и говорить, свернув губы вовнутрь рта. Пробуем объяснить друг другу.

Блок 4. Содержательная часть 2. Основание для установки макета мини - трактора был утвержден со сверх-эффектом: в пространство основания было решено запроектировать киоск продажи периодической печати. В ходе конструирования был принят вариант, где несущие элементы работали на продольный изгиб (сжатие с изгибом).

Суть продольного изгиба в следующем: действуя на стержень вдоль продольной оси, проходящей через центр тяжести поперечного сечения стержня, внешняя сила одновременно сжимает и изгибает стержень. Условие устойчивости сводится к определению критической силы:

где F - сжимающая сила, Н;

Fкр - критическая сила, Н;

|s| - допускаемый коэффициент запаса прочности

Наибольшее значение сжимающей силы, при которой прямолинейная форма стержня сохраняет устойчивость, называется критической силой.

Методика решения задач на устойчивость стержней большой гибкости была предложена математиком Л. Эйлером в 1744 году. Дополнения внес Ф. О. Ясинский для расчета стержней средней гибкости.

В вышеуказанном теоретическом материале также доминирует инерция привычных, специальных терминов.

Блок 5. Головоломка. Каждый группа из 6-10 студентов, предварительно проанализировав и смоделировав систему, предлагают общую модель через основные шаги моделирования:

а) понять задачу;

б) понять работу системы и определить части (подсистемы), участвующие в выполнении Главной функции;

в) определить связи между этими частями.

Для принятия модели используем мозговой штурм - метод активизации творческого мышления, основанного:

а) на групповом выдвижении альтернативных идей с их оценкой и развитием скрытых в них возможностей;

б) на предположении, что при обычных условиях обсуждения и решения проблем возникновению творческих идей препятствуют контрольные механизмы сознания, которые сковывают поток идей под давлением различных видов психологической инерции.

При проведении мозгового штурма ведущий - я соблюдаю правила подготовительного и, особенно, генерующего этапа:

а) запрет критики;

б) запрет обоснования выдвигаемых идей;

в) поощрение всех идей, даже нереальных и фантастических.

При проведении мозгового штурма использую специальные приемы активизации мышления: списки наводящих вопросов, расчленение, простое изложение, неожиданные ассоциации, освобождение от терминологии.

Блок 6. Компьютерная интеллектуальная разминка. После коллективного обсуждения поставленной задачи прошу перейти к компьютерам и перенести принятый вариант персонально на компьютер (наличие Интернета обязательно).

Блок 7. Резюме. Продолжим коллективно предложение: «Инженер завода возьмет на работу такого работника, который...». Обсуждаем самые креативные варианты, выбранные голосованием и варианты самовыдвиженцев.

Кому понравилось занятие, тот поднимает карточку с улыбающейся рожицей, посчитали. Подведем итоги.

В ходе нашей опытно-экспериментальной работы выявлено положительное влияние предложенных адаптированных методов научного творчества на профессиональные компетенции обучающихся, в части на развитие креативности. Это позволяет говорить о необходимости дальнейшей работы по адаптации методов научного творчества для преподавания технической механики.

Зиновкина М. М., Утёмов В. В. Структура креативного урока по развитию творческой личности учащихся в педагогической системе НФТМ-ТРИЗ // Современные научные исследования. Выпуск 1. - Концепт. - 2013. - ART 53572. - URL: http://e-koncept.ru/article/964/ - Гос. рег. Эл № ФС 77- 49965. - ISSN 2304-120X.
Утёмов В. В. Адаптированные методы научного творчества в обучении математике // Концепт: научно-методический электронный журнал. - 2012. - № 7 (июль). - ART 12095. - 0,5 п. л. - URL: http://www.covenok.ru/koncept/2012/12095.htm. - Гос. рег. Эл № ФС 77-49965. - ISSN 2304-120X

Musina Maira Saitovna,

[email protected]

Adapted methods of scientific work in the training of technical mechanics.

Annotation. The article considers the training of creative thinking in the training of technical mechanics. The author describes the methods of scientific creativity theory of inventive problem solving is given block description of one of the sessions of the training.

Key words: theory of inventive problem solving, systems thinking, creativity, mental inertia, brainstorming.

Лютая Л.Ф.,

преподаватель общепрофессиональных дисциплин ГБПОУ «Брюховецкий аграрный колледж», ст. Брюховецкая Краснодарского края

ПРИМЕНЕНИЕ КОНЦЕНТРИРОВАННОГО ОБУЧЕНИЯ ПРИ ПРЕПОДАВАНИИ ДИСЦИПЛИНЫ «ТЕХНИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА»

Развитие техники и внедрение новых технологий в современном производстве предполагает повышение образовательного уровня, профессионального мастерства и мобильности современных специалистов. Современному обществу нужна личность, способная самостоятельно и творчески приобретать, усваивать и применять знания в изменяющихся условиях производства. Анализ современной поурочной системы обучения позволяет обнаружить ряд недостатков и противоречий. Усвоение учебной дисциплины при такой организации обучения растягивается на длительное время, в абсолют вводится не умение видеть закономерности, а знание конкретных правил, отдельных формул, изучаемый на уроках учебный материал отличается большой пестротой: калейдоскоп новых понятий, законов, правил, принципов, дат, явлений обрушивается на студентов едва ли не на каждом уроке. «Следствием такого "содержательного винегрета" является распыление внимания студентов на ряд предметов. Постоянная смена предметов, кабинетов, педагогов не позволяет студентам ни в один из них погрузиться полностью, не дает возможности остановиться на чем-то, задуматься поглубже над заинтересовавшим вопросом, предметом» . Разрешение этого противоречия требует перехода к иной организации обучения, которая бы максимально сближала учебный процесс с естественными психологическими особенностями человеческого восприятия, усвоения и запоминания информации. Этой задаче отвечает концентрированное обучение. «Цель концентрированного обучения заключается в ликвидации многопредметности учебного дня, калейдоскопичности ощущений и впечатлений при формировании знаний, раздробленности процесса познания. Эффективность учебного процесса при концентрированном обучении достигается благодаря реальному комплексированию всех компонентов процесса обучения: целевого, содержательного, контрольнооценочного. Концентрированное обучение отвечает духу демо-

кратизации и гуманизации образования, объединяет все составные части педагогического процесса, соответствует потребностям современной средней профессиональной школы» .

Дисциплина «Техническая механика» играет важную роль в формировании технического инженерного мышления будущего техника-механика, способствует формированию навыков самостоятельно ориентироваться в стремительном потоке научной и технической информации. Все возрастающий объем информации, применение новых методов проектирования конструкций требуют отбора необходимых сведений для подготовки специалистов определенного профиля. Экстенсивный путь простого увеличения количества учебного времени исчерпан. Достижение при изучении «Технической механики» таких целей, как целостность, логичность процесса познания, заинтересованность в обучении, разнообразие учебной деятельности в рамках классно-урочной системы с ее многопредметностью и рассредоточенностью процесса изучения дисциплины не дает желаемого педагогического эффекта. Для достижения этих целей преподавателю необходимо: систематизировать учебный материал; выделить основное, главное; структурировать его, использовав однотипность структуры формул и аналогичность законов, явлений; установить единство методов расчета в дисциплине «Техническая механика» и их практическую направленность; организовать самостоятельную работу студентов. «В вузах России накоплен положительный опыт концентрированного обучения отдельных дисциплин: педагогики (В.С. Безрукова, Екатеринбургский инженернопедагогический институт]; специальных предметов (В.М. Гареев и др., Уфимский авиационный институт; А.Т. Попов, Т.В. Давыдова, Магнитогорский горно-металлургический институт]» . Образовательная технология концентрированного обучения рассмотрена как один из подходов к организации обучения, позволяющий снять трудности, преодолеть которые в рамках традиционной классно-урочной системы организации обучения не всегда возможно.

«Концентрированное обучение - это технология организации обучения, при которой в течение короткого или длительного периода осуществляется концентрация энергии и рабочего времени учащихся на изучении одной или нескольких дисциплин» . Цель концентрированного обучения состоит в повыше- 64 -

нии качества обучения и воспитания учащихся (достижение системности знаний, их мобильности и т.д.) путем создания оптимальной организационной структуры учебного процесса. Цель концентрированного обучения заключается также в ликвидации многопредметности учебного дня, калейдоскопичности ощущений и впечатлений при формировании знаний, раздробленности процесса познания. Дидактико-методическое обеспечение процесса концентрированного обучения дисциплине «Техническая механика» включает: проектирование содержания дисциплины «Техническая механика» в условиях концентрированного обучения, методическое обеспечение концентрированного обучения дисциплине, подготовку педагога как условие реализации концентрированного обучения. Реализация в педагогическом процессе образовательной технологии концентрированного обучения дисциплине «Техническая механика» требует адекватного структурирования содержания учебной информации. Учебный процесс преподавания дисциплины проектируется модульным по содержанию и концентрированным по форме. Дидактические условия реализации концентрированного обучения дисциплине заключаются в подготовке содержания дисциплины к условиям концентрированного обучения по следующему алгоритму: анализ содержания предмета на необходимость и возможность систематизации и структурирования, выделение общих объектов изучения; узловых, стержневых вопросов; подготовка содержания предмета к условиям концентрации (построение структурной схемы предмета, формирование модулей (блоков] содержания); проектирование рабочей программы предмета (проектирование модулей изложения и понимания учебного материала и разработка временного аспекта концентрированного обучения); в разработке дидактико-методического обеспечения процесса концентрированного обучения. Основными средствам обучения являются блочно-модульная программа дисциплины, график погружения в дисциплину, дидактико-методическое обеспечение каждого блока. Модульная программа изучения дисциплины «Техническая механика» отражает содержательный компонент процесса обучения (содержание учебной информации), процессуальный компонент (формы и методы обучения], а также требования к умениям и навыкам студента по предмету и временной аспект. Изучение содержания модуля выстраивается в соответствии со структурной схемой модуля.

Структурная схема содержания учебного модуля раздела 2 «Сопротивление материалов»

Учебный материал структурируется на основе принципов целостности и системности. Выделяется «ядро» знаний (постулаты, законы, закономерности], вокруг которого формируется «оболочка» - материал прикладного характера. Структурированное таким образом содержание дисциплины требует и соответствующих средств для наглядного представления и формирования у студентов системных знаний. С этой целью широко используются опорные сигналы и конспекты, структурно-логические схемы, таблицы, учебные презентации. Концентрированное обучение позволяет в наибольшей степени разнообразить формы и методы изучения учебного материала, обеспечить целостность его усвоения. Основной учебно-организационной единицей при концентрированном обучении становится не урок, а учебный блок, который включает различные формы организации обучения. Модули разделяют на блоки. Блок - временная учебная еди-

ница, содержащая относительно самостоятельную часть учебного материала. В условиях кардинального изменения учебного процесса структурированные учебные блоки состоят из теоретического обучения (лекции], самостоятельной работы студентов над учебным материалом в различных формах, практических занятий, лабораторных работ, контрольных работ, зачетов, выполнения тестовых заданий. Необходимым условием реализации концентрированного обучения является подготовка педагога. Изменение формы обучения и структуры всего учебного процесса потребовали изменения содержания обучающей деятельности преподавателя, что, в свою очередь, предполагало не только пе-реструктурирование учебного материала в укрупненные дидактические единицы, но и разнообразие видов деятельности и форм учебного взаимодействия со студентами в процессе обучения. Непременным условием успешности является переосмысление каждым педагогом своего места и роли в педагогическом процессе. В новых условиях каждый преподаватель должен быть готовым качественно провести не один урок в день, а «отработать» целую тему, выступать не просто в роли носителя учебной информации и контролера, а быть организатором учебнопознавательной деятельности обучающихся в различных формах, использовать широкий спектр методов и приемов в профессиональной деятельности. Концентрированное обучение позволяет обеспечить экономию учебного времени (изучается большой объем за более короткое время], обеспечивает интеграцию теории и практики; способствует реализации целостного процесса познания, знания и умения формируются в единстве; создает благоприятные условия для сотрудничества и общения преподавателей и студентов, создает благоприятный микроклимат; повышает уровень усвоения материала; активизирует познавательный интерес; формирует мотив учения.

Список использованной литературы

1. Бильбас А.Н. Предметно-групповая форма организации занятий // Народное образование. 1993. № 2. С. 20-21.

2. Ибрагимов Г.И., Колесников В.Г. Концентрированное обучение в средней профессиональной школе. Казань, 1998. С. 103.

3. Концентрированное обучение в системе среднего профессионального образования // Среднее профессиональное образование. 1996. № 3. С. 83-89.

4. Клюева Г.А. Концентрированное обучение теоретическим основам профессии в начальной профессиональной школе. Казань, 2000. 13 с.

5. Лукьянова В.С., Остапенко А.А. Школа самовыражения. Азовский экспериментально-педагогический комплекс: три года пути // Педагогический вестник Кубани. Краснодар. 1998. № 1. С. 20-25.

6. Остапенко А.А. Уроки-«погружения» по физике // Физика в школе. 1988. № 4. С. 25-28.

7. Остапенко А.А. Концентрированное обучение: модели образовательной технологии. Краснодар: Департамент образования и науки, 1998, 56 с.

8. Прохорова Я.Г.Концентрированное обучение русскому языку в основной школе. Азовская: АЭСПК, 1997. 32 с.

Продолжая тему прошлого урока, мы хоти познакомить вас с теми методами обучения, которые появились относительно недавно и активное внедрение которых в педагогический процесс только начинает осуществляться. Если говорить о традиционной образовательной системе, то в соответствующих ей учреждениях современные методы обучения можно встретить крайне редко, но что касается частных школ, тренинг-центров и других подобных организаций, то в их деятельности новые методики появляются всё чаще. О том, почему этим методам приписывают большую эффективность, нежели традиционным методам, вы узнаете из этого урока. Но кроме преимуществ, мы упомянем и основные недостатки инновационных методов, на которые следует обратить не меньшее внимание.

Для начала отметим, что современные методы обучения, в отличие от традиционных, характеризуются несколько иными признаки, а именно:

Современные методы обучения уже в процессе разработки адаптируются под особый педагогический замысел. В основе разработки лежит конкретный методологический и философский взгляд автора
Технологическая последовательность действий, операций и взаимодействий базируется на целевых установках, представляющих собой чёткий ожидаемый результат
Реализация методов предполагает связанную деятельность педагогов и учащихся, которая имеет договорную основу и в которой учитываются принципы дифференциации и индивидуализации, а также оптимальное использование человеческого и технического потенциала. Обязательными составляющими должно быть общение и диалоги
Педагогические методы планируются поэтапно, а воплощаются последовательно. Кроме того, они должны быть выполнимы любым педагогом, но гарантировать каждым учащимся
Непременной составляющей методов являются процедуры по диагностике, которые содержат в себе необходимые для измерения результатов деятельности учащихся инструменты, показатели и критерии

Современные методы обучения во многих случаях могут не обладать психолого-педагогическим обоснованием, по причине чего классифицировать их каким-то единым образом довольно сложно. Но это не мешает не только применять их в учебной деятельности, но и не оказывает никакого существенного воздействия на успешность этого применения.

Современные методы обучения

Среди наиболее востребованных сегодня современных методов обучения можно выделить:

Лекция

Лекция является устной формой передачи информации, в процессе которой применяются средства наглядности.

Преимущества лекции состоят в том, что учащиеся ориентируются в больших массивах информации, на занятиях присутствует, как правило, большое количество учащихся, а педагог может легко осуществлять контроль над содержанием и последовательностью своего изложения.

К недостаткам лекции можно отнести то, что отсутствует обратная связь от учащихся, нет возможности учесть их изначальный уровень знаний и навыков, а занятия жёстко зависят от расписаний и графиков.

Семинар

Семинар представляет собой совместное обсуждение педагогом и учащимися изучаемых вопросов и поиск путей решения определённых задач.

Преимущества семинара заключаются в возможности учитывать и контролировать педагогом уровень знаний и навыков учащихся, устанавливать связь между темой семинара и имеющимся у учащихся опытом.

Недостатками семинара считаются небольшое количество учащихся на занятии и требование к наличию у педагога .

Тренинг

Тренинг - это такой метод обучения, основой которого является практическая сторона педагогического процесса, а теоретический аспект имеет лишь второстепенное значение.

Преимущества тренинга состоят в возможности изучить проблему с разных точек зрения и уловить её тонкости и нюансы, подготовить учащихся к действиям в жизненных ситуациях, а также повысить их и создать положительный эмоциональный климат.

Главным и основным недостатком тренинга является то, что по его окончании учащиеся должны сопровождаться и получать поддержку, иначе приобретённые навыки и умения будут утрачены.

Модульное обучение

Модульное обучение - это разбивка учебной информации на несколько относительно самостоятельных частей, называемых модулями. Каждый из модулей предполагает свои цели и методы подачи информации.

Положительные характеристики метода модульного обучения заключаются в его избирательности, гибкости и возможности перестановки его слагающих - модулей.

Отрицательные стороны состоят в том, что учебный материал может быть усвоен разрозненно и станет нецелостным. Также может потеряться логическая связь информационных модулей, вследствие чего знания будут фрагментированными.

Дистанционное обучение

Под дистанционным обучением понимается применение в педагогическом процессе телекоммуникационных средств, позволяющих педагогу обучать учеников, находясь от них на большом расстоянии.

Положительными характеристиками метода являются возможность вовлечения большого числа учащихся, возможность обучения на дому, возможность выбора учащимися наиболее для занятий и возможность переносить результаты процесса обучения на различные электронные носители.

Недостатками здесь можно назвать высокие требования к технической оснащённости педагогического процесса, отсутствие визуального контакта педагога и учащегося и, как следствие, пониженную мотивацию со стороны последнего.

Ценностная ориентировка

Метод ценностной ориентировки служит для привития ценностей учащимся и ознакомления их с социальными и культурными традициями и правилами. Обычно в процессе работы используются и инструменты, отражающие эти правила и традиции.

Положительные характеристики ценностной ориентировки - это её содействие адаптации учащихся к условиям реальной жизни и требованиям общества или деятельности.

Слабый момент метода выражается в том, что учащийся, если педагог приукрасил какие-либо моменты, может разочароваться в полученной информации, когда столкнётся с действительным положением вещей.

Кейс-стади

Разбор «завалов»

Метод разбора «завалов» заключается в моделировании ситуаций, которые часто возникают в реальной жизни и отличаются большим объёмом работ, а также в выработке наиболее эффективных способов решения задач, обусловленных такими ситуациями.

С положительной стороны представленный метод отличает высокая мотивация учащихся, их активное участие в процессе решения проблем и воздействие, развивающее аналитические способности и системность мышления.

Недостатком можно назвать то, что учащиеся должны обладать хотя бы базовыми навыками и умениями, позволяющими решать поставленные задачи.

Работа в парах

Исходя из требований метода парной работы, один учащийся составляет пару с другим, тем самым гарантируя получение обратной связи и оценки со стороны в процессе освоения новой деятельности. Как правило, обе стороны обладают равноценными правами.

Работа в парах хороша тем, что позволяет учащемуся получить объективную оценку своей деятельности и прийти к пониманию своих недостатков. Кроме того, развиваются навыки коммуникации.

Недостаток заключается в возможности затруднений в связи с личностной несовместимостью партнёров.

Метод рефлексии

Метод рефлексии предполагает создание необходимых условий самостоятельного осмысления материала учащимися и выработки у них способности входить в активную исследовательскую позицию по отношению изучаемому материалу. Педагогический процесс производится посредством выполнения учащимися заданий с систематической проверкой результатов их деятельности, во время которой отмечаются ошибки, трудности и наиболее успешные решения.

Плюсы рефлексивного метода заключаются в том, что у учащихся развивается навык самостоятельного принятия решений и самостоятельной работы, оттачивается и , повышается чувство ответственности за свои действия.

Но есть и минусы: сфера деятельности учащихся, представляющая собой проблематику изучаемой ими темы или дисциплины, ограничена, а получение и оттачивание происходит исключительно опытным путём, т.е. посредством .

Метод ротаций

Метод ротаций состоит в закреплении за учащимися в процессе занятия или урока разных ролей, благодаря чему они могут получить разносторонний опыт.

Плюсы метода заключаются в том, что он благоприятно отражается на мотивации учащихся, способствует преодолению негативных эффектов рутиной деятельности и расширению кругозора и круга общения.

Из минусов можно назвать повышенное напряжение учащихся в тех случаях, когда к ним предъявляются новые и незнакомые требования.

Метод «Лидер-ведомый»

Согласно этому методу, один учащийся (или группа) присоединяется к более опытному учащемуся (или группе) для того чтобы овладеть незнакомыми умениями и навыками.

Преимущества метода состоят в его простоте, более быстрой адаптации учащихся к новой деятельности и оттачивании коммуникативного навыка.

Сложность состоит в том, что учащийся не всегда способен осознать глубинные психологические причины принятия решений своим более опытным напарником.

Метод «Летучка»

Таким незамысловатым словом называется метод, в котором актуальные на данный момент времени вопросы касаемо изучаемой темы или проблемы решаются посредством обмена информацией и мнениями, вследствие чего появляется возможность повысить навыки учащихся.

Преимущества рассматриваемого метода заключаются в его привязке к реальным ситуациям в процессе обучения, а также в предоставлении учащимся возможности использовать при принятии решений эмоционально-волевой и содержательно-проблемный подход.

Недостатки же состоят в том, что педагогу или лидеру дискуссии нужно уметь заострять внимание на важных деталях и делать грамотные обобщения, которые он будет предлагать учащимся. Помимо этого, велика вероятность возникновения отвлечённых дискуссий, в том числе и имеющих негативную эмоциональную окраску.

Мифологемы

Метод мифологем подразумевает поиск необычных способов решения проблем, которые возникают в реальных условиях. Такой поиск проводится на основе метафор, другими словами, разрабатывается несуществующий сценарий, схожий с существующим.

Положительными характеристиками метода являются формирование в учащихся установки на творческий поиск решений проблем, и снижение уровня тревожности учащихся при их столкновении с новыми задачами и проблемами.

К отрицательным моментам относится пониженное внимание к и рациональным просчитанным действиям в реальных условиях.

Обмен опытом

Метод обмена опытом предполагает краткосрочный перевод учащегося в другое место обучения (включая и другие страны) и последующий возврат обратно.

Представленный опыт способствует сплочённости коллектива, повышению качества коммуникации и расширению кругозора.

Недостаток метода кроется в вероятности появления стрессовых ситуаций, обусловленных затруднениями личностного и технического плана на новом месте.

Мозговой штурм

Предполагает совместную работу в небольших группах, главной целью которой является поиск решения заданной проблемы или задачи. Идеи, предлагающиеся в начале штурма, собираются воедино, изначально без всякой критики, а на последующих стадиях обсуждаются, и из них выбирается одна наиболее продуктивная.

Мозговой штурм эффективен тем, что допускает к участию даже учащихся с минимальным уровнем знаний и набором компетенций, не требует к себе основательной подготовки, развивает в учащихся способность к оперативному мышлению и включению в групповую работу, оказывает минимальное стрессовое воздействие, взращивает культуру коммуникации и развивает навык участия в дискуссиях.

Но данный метод не очень эффективен для решения сложных проблем, не позволяет определить ясные показатели эффективности решений, усложняет процесс определения автора лучшей идеи, а также отличается спонтанностью, способной увести учащихся далеко от темы.

Тематические обсуждения

Метод тематических обсуждений заключается в решении определённых проблем и задач в конкретной области какой-либо дисциплины. Этот метод схож с мозговым штурмом, но отличается от него тем, что процесс обсуждения ограничен конкретными рамками, а любые, изначально кажущиеся бесперспективными решения и идеи сразу же отбрасываются.

Преимуществами метода можно назвать то, что расширяется информационная база учащихся относительно обсуждаемой дисциплины и формируется навык решения конкретных задач.

Недостатком можно назвать сложность поиска решения проблемы по причине того, что эта цель может быть достигнута, только если педагог или лидер обсуждения обладает навыком точного и развёрнутого донесения информации до менее информированных участников.

Консалтинг

Консалтинг или, как ещё называют метод, консультирование сводится к тому, что учащийся обращается за информационной или практической помощью к более опытному человеку по вопросам, касающимся конкретной темы или области исследования.

Положительная черта этого метода состоит в том, что учащийся получает адресную поддержку и повышает свой опыт, как в исследуемой области, так и в межличностном взаимодействии.

Отрицательная же сторона заключается в том, что метод не всегда применим, что зависит от специфики педагогической деятельности, и в ряде случаев требует для реализации материальных затрат.

Участие в официальных мероприятиях

Участие в официальных мероприятиях предполагает посещение учащимся выставок, конференций и т.п. Суть заключается в оценке мероприятия и составлении краткого отчёта с последующим представлением его педагогу. Подразумевается также предварительная подготовка и исследование тематических вопросов и проблем, касающихся темы мероприятия.

Положительные стороны метода - это мобилизация учащегося к поиску соответствующей тематике мероприятия информации, развитие навыков деловой коммуникации, совершенствование аналитических способностей.

К недостаткам можно отнести то, что эмоции и впечатления, полученные после посещения мероприятия, могут исказить реальную объективную оценку.

Использование информационно-компьютерных технологий

Суть представленного метода ясна из названия - в педагогическом процессе применяются современные высокотехнологичные средства передачи информации, такие как компьютеры, ноутбуки, цифровые проекторы и т.п. Осваиваемая учащимися информация представляется в сочетании с визуально-образными данными (видеоматериалами, графиками и т.п.), а сам изучаемый объект, явление или процесс может быть показан в динамике.

Преимуществом метода является то, что демонстрация учебного материала может быть динамичной, отдельные элементы материала или весь он могут быть повторены в любое время, педагог может предоставить учащимся копии материалов, а значит, для последующего изучения нет необходимости в особых условиях, например, в аудитории или классе.

Недостатки же состоят в том, что в большинстве случаев отсутствует интерактивная связь, в процессе использования метода не ведётся учёт индивидуальных особенностей учащихся, а педагог не имеет возможности оказывать стимулирующего воздействия на своих учеников.

И в отдельности, как о самостоятельно методе, следует сказать о специальных образовательных тренажёрах.

Образовательные тренажёры

В процессе создания тренажёров моделируются определённые педагогические задачи или относящиеся к изучаемой дисциплине ситуации. Осуществляется это посредством особого оборудования, которое находится в предназначенных для этого помещениях.

Учащиеся овладевают сложными навыками, алгоритмами решения задач, психомоторными действиями и мыслительными операциями по принятию решений, касающихся наиболее серьёзных ситуаций и вопросов в рамках какой-либо дисциплины.

Есть и ряд требований к эффективным тренажёрам:

Тренажёры должны разрабатываться с учётом психологических особенностей конкретной дисциплины, т.к. учебные задачи должны соответствовать задачам, которые будут встречаться в реальной жизни, по своему функциональному и предметному содержанию
Учебные задания, выполняющиеся на тренажёре, должны быть направлены на обеспечение учащихся оперативной обратной связью, на основе которой можно будет судить о качестве выполняемых учащимися действий
Тренажёр должен быть предназначен для многократного повторения заданий учащимися, т.к. необходимо достичь автоматизма правильности действий. О правильности действий, в свою очередь, могут говорить комментарии педагогов, а также ощущения учащихся, получаемые ими посредством органов чувств и переживаний.
Учебные задачи, которые выполняются при помощи тренажёра, необходимо подбирать так, чтобы сложность выполнения возрастала. Это позволяет учащемуся не только надлежащим образом освоить практику, но и не потерять

Любой метод обучения, который планируется применять в педагогическом процессе, может дать максимальный результат, если будет установлено, что он действительно пригоден к использованию. Установить же это можно только при помощи анализа особенностей и учащихся и той области, в которой они получают знания, навыки и умения.

Произвести оценку эффективности того или иного метода обучения можно также при помощи анализа содержательной части учебных задач и методов, которые предлагаются учащимся, опирающегося на то, соответствуют ли они актуальным проблемам и ситуациям.

Продуктивность педагогического процесса во время освоения учащимися новых знаний и приобретения новых навыков требует от педагогов разработки системы ориентировки в каждой изучаемой дисциплине. Создание оптимального содержания образовательных программ позволяет сформировать у учащихся системное мышление, которое будет гарантом их успешного обучения, и развития, наличия познавательного интереса, мотивации к последующему обучению и освоению каких бы то ни было знаний, навыков, предметов и дисциплин.

Но в педагогической деятельности нет и, пожалуй, не может быть какого-либо универсального метода или системы методов. Важно уметь применять комплексный подход, а это значит, что отдавать предпочтение в своей работе педагоги должны не только современным или традиционным методам обучения, а применять каждый из них и по отдельности и вместе, ставя перед собой задачу: выработать наиболее оптимальную и эффективную образовательную программу.

В этом уроке мы поговорили о современных методах обучения и указали их основные преимущества и недостатки. Конечно же, абсолютно все их особенности мы не раскрыли (такой цели мы, собственно и не ставили перед собой), однако уже имеющейся информации должно быть достаточно, чтобы помочь вам определиться с тем, какой метод импонирует вам в большей степени, в чём вы хотели бы разобраться более предметно и что применить впоследствии в своей педагогической деятельности.

Что же касается следующего урока, то в нём мы затронем не менее серьёзную тему, касающуюся непосредственного взаимодействия педагога и учащихся - мы расскажем о методах педагогического воздействия на личность учеников.

Проверьте свои знания

Если вы хотите проверить свои знания по теме данного урока, можете пройти небольшой тест, состоящий из нескольких вопросов. В каждом вопросе правильным может быть только 1 вариант. После выбора вами одного из вариантов, система автоматически переходит к следующему вопросу. На получаемые вами баллы влияет правильность ваших ответов и затраченное на прохождение время. Обратите внимание, что вопросы каждый раз разные, а варианты перемешиваются.

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ КРАСНОЯРСКОГО КРАЯ

Краевое государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение

«КРАСНОЯРСКИЙ МОНТАЖНЫЙ КОЛЛЕДЖ»

А.В. Пашихина

МЕТОДИКА ПРЕПОДАВАНИЯ ОСНОВ ТЕХНИЧЕСКОЙ МЕХАНИКИ НА УРОКАХ РАЗЛИЧНЫХ ТИПОВ

г. Красноярск

2017

Методическое пособие по основам Технической механики составлено для преподавателей, занимающихся обучением студентов специальностей, входящих в состав укрупненной группы специальностей:

22.00.00 «Технологии материалов»;

08.00.00 «Техника и технологии строительства»;

15.00.00 «Машиностроение»;

21.00.00 «Прикладная геология, горное дело, нефтегазовое дело и геодезия»;

13.00.00 «Электро- и теплоэнергетика»

Целью методического пособия является демонстрация педагогического опыта при преподавании дисциплины «Техническая механика» на уроках различных типов.

Организация урока и его проведение определяется типом урока и его структурой. Наиболее часто при преподавании основ «Технической механики» применяются уроки следующих типов: изложение нового материала, практическое занятие, комбинированный урок, о методике преподавания которых и пойдет речь в данной статье.

ОБЩИЕ МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

Дисциплина «Техническая механика» охватывает широкий круг вопросов из разных областей науки: теоретической механики, сопротивления материалов, деталей машин и механизмов.

Включение данной дисциплины в учебный план образовательных учреждений имеет своей целью:

Повысить уровень технических знаний студентов для понимания ими устройства и работы механизмов и машин.

Способствовать более глубокому научному обоснованию вопросов, изучаемых в специальной технологии, материаловедении и других технических дисциплин.

Обеспечить сознательное понимание рассматриваемых на уроках приемов работы и технологических процессов.

Научить студентов производить расчеты элементов конструкций на прочность, жесткость, устойчивость, срез, смятие, сжатие.

Проводить сборочно-разборочные работы в соответствии с характером соединений деталей и сборочных единиц.

Воспитать у студентов материалистическое мировозрение и поднять их культурный уровень.

Соответствовать требованиям работодателя, продемонстрировав свой уровень подготовки на международных соревнованиях «Молодые профессионалы» (WorldSkills Russia ).

Большой объем учебного материала при ограниченном количестве часов, отведенных на изучении дисциплины, создает затруднения в преподавании этого предмета.

В данной статье предлагается методика преподавания основ дисциплины «Техническая механика» на уроках различных типов. Учитывается то, что основной формой учебных занятий является урок с постоянной по своему составу группой студентов.

УРОК №1 Изложение нового материала.

Тема: Введение. Техническая механика и ее разделы.

Цель: Ознакомить студентов с основными понятиями и терминологией механики. Заинтересовать предметом, указав разнообразие объектов, изучаемых механикой.

Наглядные пособия:

Портреты виднейших ученых-механиков.

Плакаты с изображением объектов, движение или равновесие которых рассматриваются в различных разделах дисциплины «Техническая механика».

Презентация.

Макеты механических передач и детали машин.

Малые архитектурные и интерьерные формы, изготовленные из деталей машин.

Содержание урока: Любой урок начинается с приветствия аудитории и преподавателя, знакомства или проверки явки студентов на занятие.

Отличие данного типа урока от урока, например, комбинированного типа, заключается в том, что на нем не проводится опрос и проверка домашнего задания. Изложение нового материала приходится на начало учебного года или начало изучения нового раздела дисциплины.

В данной статье предлагается структура проведения урока, который приходится на первое занятие по дисциплине «Техническая механика».

Эффективность процесса познания зависит не только от содержания обучения, но и от того, как усваивается материал. Повышение качества усвоения материала решается мотивацией, повышением эффективности восприятия, пониманием и контролем усвоения материала. Все элементы эффективного обучения должны взаимодействовать со здоровьесбережением.

Мотивация придает образовательному процессу направленность, избирательность, осмысленность, динамичность и является важнейшим фактором успешного обучения. Для развития учебной мотивации необходимо формирование ее самим преподавателем, благодаря правильно подобранному типу обучения.

Эффективность восприятия подразумевает разнообразие используемых методик. Многообразие методических приемов не приводит к утомляемости студентов, так как невнятная речь затрудняет восприятие, равно как и громкая. Продолжительный просмотр видеоматериала приводит к быстрому зрительному утомлению, а аудиопоток – к слуховому утомлению и т.п. Поэтому считаю, что первый урок – это залог дальнейшего успеха. Представляя дисциплину, необходимо задействовать все виды восприятия: слуховое, зрительное, осязательное. За основу можно взять высказывание Конфуция «Скажи мне - и я забуду, покажи мне - и я запомню, дай мне сделать – и я пойму»/ Поэтому на первом занятии проводится демонстрация портретов, плакатов, презентации, макетов механических передач, деталей машин.

Изложение нового материала необходимо начать с кратких исторических сведений. При изложении основных этапов развития механики следует отметить, что механика, как и прочие науки, развивалась в связи с практическими потребностями общества. Нужно указать на работы величайшего ученого древности – Архимеда, на исследования Леонардо-да-Винчи, Галилея и Ньютона. Процитировать Леонардо-да-Винчи, как доказательство полезности науки: «Механика – самая благородная и, главное, самая полезная из наук». Указать некоторые интересные подробности биографий М.В. Ломоносова и Н.Е. Жуковского и роль русских ученых в развитии механики (предполагается презентация).

Разделы «Технической механики» необходимо представить структурной схемой, что даст некую последовательность в изучении дисциплины. При характеристике разделов механики необходимо указать на многообразие задач, решаемых их методами. Показать знакомые из курса физики величины на плакатах.

Указывая на роль техники в современном мире представить вниманию многообразие деталей и способов их соединений. Используя макеты, дать возможность студентам самостоятельно назвать области применения той или иной механической передачи (цепная передача), тем самым установив диалог. Обратить внимание на материал изготовления передачи (червячная передача), обязательно озвучить все моменты, которые будут в дальнейшем изучены.

Необходимо использовать и творческий потенциал. Предусматривается внеурочная деятельность студентов - конструирование и моделирование различных фигур, которые в дальнейшем неоднократно используются на занятиях, при изучении разделов «Технической механики». На вводном занятии представляются вниманию малые архитектурные и интерьерные формы, которые изготовили студенты прошлых учебных лет. Это интересный, доступный, занимательный и легко усваиваемый вариант изучения дисциплины. Рассказать о том, что по готовности фигур обязательно проводится выставка технического творчества «Занимательная механика», результаты данной внеурочной деятельности представляются в группе колледжа социальной сети «В контакте», где студенты могут проголосовать за понравившуюся им модель. Все участники проекта получают дополнительные баллы при сдаче экзамена или получении зачета, что мотивирует студентов для участия во внеурочной деятельности такого вида. Мотивация внеурочной деятельности положительно сказывается на успеваемости студентов и относится к разряду здоровьесберегающих педагогических технологий.

Необходимо на вводном занятии озвучить количество практических и самостоятельных работ, предусмотренных учебной программой. Обозначить необходимость своевременного решения и сдачи работ, как залога успешной сдачи сессии. Для закрепления материала преподаватель проводит опрос-беседу со студентами, во время которого он дает дополнительные объяснения, уточняет отдельные формулировки и отвечает на возникшие вопросы студентов. Заключительной частью урока является домашнее задание, которое вытекает из содержания урока.

УРОК №2 Комбинированный урок

Тема: Пара сил, ее действие на тело. Момент пары сил и эквивалентность пар.

Цель: Ознакомить студентов с понятием пары сил и ее физического смысла.

Наглядные пособия:

Мяч.

Плакат.

Содержание урока: Урок начинается с приветствия и проверки явки студентов на занятие. Затем преподаватель переходит к проверке домашнего задания, которая обычно начинается с беглого просмотра студентами своих записей в тетрадях. При этом устанавливается, насколько домашнее задание правильно понято и выполнено студентами. Содержание домашнего задания зависит от пройденного материала на предыдущем уроке и его проверка производится одним из следующих видов: опрос студентов, проверка решения задач, тестовые задания, выполнение схем и т.д. На уроке по данной теме для проверки знаний и восстановления в памяти студентов в логической последовательности всего комплекса изученных вопросов предусмотрены тестовые задания по теме «Плоская система сходящихся сил». Тестовые задания рассчитаны на 20-25 мин, включают в себя теоретические вопросы (выбор правильного ответа, дополнение недостающего слова) и практические вопросы (составление уравнений ∑ Fix и ∑ Fiy ).

После проверки домашнего задания преподаватель переходит к изложению нового материала, сообщение которого является наиболее ответственной частью урока, требующей тщательной подготовки преподавателя. Готовясь к занятию, преподаватель определяет содержание учебного материала, намечает последовательность его изложения, подбирает вопросы и примеры, необходимые для выявления степени усвоения студентами нового материала и закрепления его в памяти учащихся, отбирает необходимые для демонстрации на уроке учебно-наглядные пособия.

По новой теме преподаватель вводит понятия пара сил, плечо, момент пары, эквивалентность пар. После преподаватель предлагает студентам самостоятельно определить, что произойдет с телом, к которому приложена пара сил. Ответы бывают разные и не всегда правильные. Тогда преподаватель демонстрирует действие пары сил, беря в руки мяч. После наглядного объяснения студенты с легкостью отвечают, что пара сил стремится вращать тело. Далее преподаватель дает объяснение по моменту пары, плечу, эквивалентности пар, моменту результирующей пары. После изложения нового материала студенты имеют возможность задать вопросы. Если имеются вопросы по теме, то преподаватель разъясняет их. Если вопросов нет, то следующим этапом урока является закрепление нового материала.

Для закрепления материала студентам предлагается решение нескольких задач на определение момента пары, значения сил, результирующего момента.

Задача1. Определить значение сил пары если М=100 Н*м, а=0,2 м.

Задача 2. Как изменится значение сил пары, если плечо увеличить в два раза при сохранении численного значения момента.

Задача 3. Какие из приведенных ниже пар эквивалентны:

F 1 = 100 кН, а 1 = 0,5 м; F 2 = 20 кН, а 2 = 2,5 м; F 3 = 1000 кН, а 3 = 0,03 м.

Задача 4. Дана пара сил, значение которой равно 42 кН, плечо равно 2 м. Заменить заданную пару сил, эквивалентной парой.

Задача 5. Схематично дана система пар сил и указаны значения силы и плеча. Необходимо определить момент результирующей пары.

Примеры задач могут чередоваться с вопросами. Задачи решаются у доски студентами по очереди, другие учащиеся привлекаются к ответам и решению примеров и задач с места.

Заключительным этапом является выдача домашнего задания: необходимо повторить конспект и воспользоваться учебником А.И. Аркуша «Техническая механика» стр.27-33. А также выполнить задачу на определение момента результирующей пары.

УРОК №3 Практическое занятие

Наглядные пособия:

1. Методические указания для выполнения практических работ.

2. Плакат.

Содержание урока: Урок начинается с приветствия и проверки явки студентов на занятие. Выполнение практической работы начинается с решения общей задачи-примера. Студентам демонстрируется алгоритм решения задачи, правила построения схем и составления уравнений. Для выполнения каждого этапа решения задачи возможен вызов к доске студентов. Во время объяснения студентам демонстрируются все возможные варианты, которые встречаются при выполнении практической работы. После решения общей задачи студенты задают имеющиеся вопросы, получают на них дополнительные объяснения, формулировки.

Студенты выполняют практическую работу индивидуального варианта. Это позволяет проверить уровень знаний каждого студента.

В качестве дополнительной мотивации учебной деятельности студентам группы предлагается следующее: в случае, если работа (решение задачи и ее оформление) будет выполнена во время, равное продолжительности аудиторного занятия, то не потребуется дополнительной защиты при сдаче практической работы.

Во время выполнения практической работы студентам выдаются методические указания, в которых представлены краткие теоретические сведения, пример выполнения практической работы и варианты задач со схемами.

Практическое занятие № 1

Тема: Определение реакций идеальных связей аналитическим способом.

Цель: Научиться составлять уравнения равновесия и определять реакции идеальных связей аналитическим способом.

Краткие теоретические сведения.

Условие равновесия плоской системы сходящихся сил: 𝛴 Fкх=0, 𝛴 Fку=0.

Для равновесия плоской системы сходящихся сил необходимо и достаточно, чтобы алгебраические суммы проекций всех сил системы на каждую из двух осей координат были равны нулю. Проекция системы на ось равна модулю силы, умноженному на косинус угла между силой и осью.

- - - - - - - - - - - - α - - - - - - - - - - - - - - - Х

F x = F COS α

- - - - - - - - - - α - - - - - - - - - - - - - - Х F x = - F COS α

Х F x = F

Х F x = - F

X F x = 0

Пример: Определить аналитическим способом усилия в стержнях АВ и ВС заданной стержневой системы (рис 1.1).

Дано: F 1 = 28кН; F 2 = 42кН; α 1 = 45°; α 2 = 60°;α 3 = 30°.

Определить: усилия S A и S C .

Рис. 1.1

Решение:

а) рассматриваем равновесие точки В, в которой сходятся все стержни и вешние силы (рис 1.1);

б) отбрасываем связи АВ и ВС, заменяя их усилиями в стержнях S A и S C . Направления усилий примем от узла В, предполагая стержни растянутыми. Выполним на отдельном чертеже схему действия сил в точке В. (рис.1.2).

Рис.1.2

в) выбираем систему координат таким образом, чтобы одна их осей совпала с неизвестным усилием, например с S А . Обозначим на схеме углы, образованные действующими силами с остью Х и составляем уравнения равновесия плоской системы сходящихся сил:

𝛴F кх = 0; F2 · + F1 · · S c · - S A = 0; (1)

𝛴F ку = 0; F2 · - F1 · - S c · = 0 (2)

Из уравнения (2) находим усилие S c = .

Подставим числовые значения: S c = = 16,32кН.

Найденное значение S c подставляем уравнение (1) и находим из него значение S А ;

S А = F2 · + F1 · · S c · ;

S А = 42 · 0,259 + 28 · 0,5 + 16,32 · 0 = 24,88 кН.

Ответ: S А = 24,88кН; S С = 16,32кН.

Знаки указывают на то, что оба стержня растянуты.

Исходные данные

Схема

F 1 , кН