Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. ПРЕПОДАВАНИЕ ЭЛЕКТРОРАДИОТЕХНИЧЕСКИХ ДИСЦИПЛИН ПРИ^ПОДГОТОВКЕ БУДУЩИХ УЧИТЕЛЕЙ ТЕХНОЛОГИИ И ПРЕДПРИНИМАТЕЛЬСТВА 14
1.1 Объем знаний по электрорадиотехнике в общеобразовательных учреждениях 14
1.2 Электрорадиотехническая подготовка учителя технологии и предпринимательства в педвузе 36
1.3 Возможности подготовки учителя технологии и предпринимательства по электрорадиотехникс 38
Выводы по первой главе 57
ГЛАВА 2. ОПТИМИЗАЦИЯ МЕТОДИКИ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКОЙ ПОДГОТОВКИ СТУДЕНТОВ НА ФАКУЛЬТЕТАХ ТЕХНОЛОГИИ И ПРЕДПРИНИМАТЕЛЬСТВА 58
2.1 Подготовка будущих учителей технологии и предпринимательства к изучению электрорадиотехничееких дисциплин 58
2.1.2 Требования к курсу физики. Анализ программы и рекомендации по ее корректировке 77
2.2. Расширение лекционного курса по электротехнике 81
2.3 Разработка нового лабораторного практикума по электротехнике 92
2.4 Разработка тестов для допуска к выполнению лабораторньїх работ по электротехнике 91
2.5 Разработка лабораторных практикумов для курсов «Бытовые электроприборы и оборудование» и
«Основы конструкции бытовой техники» 109
2.6 Педагогический эксперимент 125
2.6.1 Констатирующий и поисковый этапы педагогического 125 эксперимента 125
2.6.2 Обучающий этап педагогического эксперимента 132
Выводы по второй главе 142
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 143
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 145
ПРИЛОЖЕНИЯ 161
- Объем знаний по электрорадиотехнике в общеобразовательных учреждениях
- Возможности подготовки учителя технологии и предпринимательства по электрорадиотехникс
- Подготовка будущих учителей технологии и предпринимательства к изучению электрорадиотехничееких дисциплин
Введение к работе
В современном обществе широко используется электрическая энергия. «Жизнь каждого человека окружена большим количеством радиотехнических и радиоэлектронных устройств и приборов, средств связи, системы отображения, хранения и переработки информации, электронной бытовой техники, что требует определенных технических знаний для правильной и безопасной их эксплуатации» [89, с.4]. Десятки миллионов граждан в современном обществе сталкиваются с электрорадиотехническими приборами не только как потребители, но многие из них так или иначе связаны с их производством. Немаловажное значение имеют знания электрорадиотехпики в успешном освоении современных устройств, стоящих на вооружении страны, при прохождении военной службы выпускниками общеобразовательных учреждений. Это становится особенно актуально в настоящее время в связи с сокращением срока прохождения военной службы.
Приказом Министерства образования РФ № 237 от 07 июня і 993 г. был утвержден базисный учебный план общеобразовательных учреждений, в инвариантную часть которого включена образовательная область «Технология». Анализ обязательного минимума содержания начального, основного и среднего (полного) общего образования, утвержденного в 1998, 1999 и 2004 годах [70, 66, 67, 68], показывает, что в этой образовательной области предусмотрено изучение электротехники и электроники. Известно, что технология определяется как наука о преобразовании и использовании материи, энергии и информации в интересах и по плану человека. При изучении электротехники и электроники в рамках образовательной области «Технология» учащиеся должны познакомиться с использованием и преобразованием электрической энергии, энергии электромагнитных волн.
Согласно обязательному минимуму содержания начального, основного и среднего (полного) образования были составлены учебные программы по технологии [78, 79, 84] для каждой ступени обучения в школе. В программах они сапо, какие знания и умения по электрораднотехпике должны приобретать учащиеся общеобразовательных учреждений на уроках технологии. Помочь учащимся приобрести электрорадиотехническис знания и умения - задача учителя технологии, В диссертации Клеєва С.А. справедливо отмечено: «Педагог может сформировать у учащихся только то, чем обладает сам. Поэтому формирование тех или иных знаний и умений у учеников предполагает высокий уровень их сформировашюсти у преподавателей» [45, с. 4]. Работа учителя технологии нуждается в знаниях и умениях из области электрорадиотехники, и они должны быть сформированы в педвузе.
Электрорадиотехнической подготовке будущих учителей посвящены исследования С.Н- Бабиной [6, 7], Л.П. Богатырева [14], С.А. Клеєва [45], И.13. Непрокиной [62, 63], В.М Никифоровой [64], Б. Рэнцэннорова [87], B.C. Сам-сонова [89], С.Н. Шайланова [115], ПБ. Голубова [24], СЗ. Волобуева [20], В.Г. Гончаренко [25] и др.
В монографии А.Н. Богатырева [14] даются общедидактические основы изучения электрорадиотехники в системе «школа-педвуз». Работы И.В. Ыепрокиной [62, 63], В.М. Никифоровой [64], B.C. Самсопова [89], СВ. Волобуева [20] посвящены электрорадиотехнической подготовке будущих учителей физики. В исследованиях С.Н. Бабиной [6, 7], А.Н, Богатырева [14], СВ. Волобуева [20], В.Г. Гончаренко [25], И.В. Непрокиной [62, 63], В.М. Никифоровой [64] рассматривается проблема выявления и методической реализации межпредметных связей в процессе преподавания дисциплин электрорадиотех-иического цикла в педвузах. Электрорадиотехническая подготовка будущих учителей технологии рассматривается в диссертациях С.А. Клеєва [45] и Б. Рэнцэннорова [87]. Все вышеперечисленные авторы отводят большую роль элсктрорадиотехнической подготовке будущих учителей и физики, и технологии.
Авторами учебной литературы и методических рекомендаций но элсктро-радпотехпическим дисциплинам для студентов педагогических вузов являются А.Н. Лблин [119], A.H. Богатырев [12, 13], A.A, Груненков [12, 13, 109], Д.Д. Допдоков [30], А.А. Евсюков [31], Б.В. Калинин [12, 13], А.С. Лобарев [108], А.М, Ложкин [54, 76]т Д.Я Тамарчак [76], М.А. Ушаков [119, 111], Г.С. Фес типатов[119, 1П1,Ю.Л.Хотунцев[і19, 76, 111, 108, 109]идр.
Несмотря на очевидную значимость электрорадиотехнических знаний в системе подготовки учителя технологии и их возрастающую роль па современном этапе развития общества, реально наблюдается обратная зависимость объема выделенных часов па изучение дисниплин электрорадиотехнического цикла, что подтверждается анализом государственных образовательных стандартов высшего профессионального образования (ГОСВПО). В ГОСВПО 2000 г. для специальности 030600 «Технология и предпринимательство» резко сокращено число часов на изучение электрорадиотехники по сравнению с предыдущим Госстандартом для подготовки учителей технологии. В ГОСВПО 2005 г. па изучение дисциплины предметной подготовки (ДПП) «Электрорадиотехника и электроника» выделяется такое же число часов (300 ч)5 какое выделялось в ГОСВПО 2000 г. па изучение ДПП «Электрорадиотехника», Требования к обязательному минимуму содержания этих дисциплин предметной подготовки практически совпадают за одним исключением. В ГОСВПО 2005 г. есть добавление: «Современные и перспективные направления развития электроники». Сокращение числа часов на изучение электрорадиотехнических дисциплин создает большие трудности в их усвоении будущими учителями технологии и предпринимательства. В последние годы также наблюдается низкая физико-математическая подготовка выпускников средних общеобразовательных учреждений. В то же время существующая методика подготовки по электротехнике не учитывает в полной мерс уровня физико-математической ПОДГОТОВЇСИ выпускников средней школы и не рассчитана на малое число часов, выделяемых на подготовку будущего учителя технологии и предпринимательства по электротехнике.
Таким образом, имеет место противоречие между требованиями, предъ являемыми на современном этапе к содержанию и качеству подготовки по электротехнике учителя технологии, с одной стороны, и сравнительно малым числом часов, выделенных па эту подготовку в ГОСВПО, невысоким уровнем физико-математической подготовки выпускников общеобразовательных учреждений и существующей методикой осуществления подготовки будущего учителя по электротехнике, не учитывающей данные факторы, с другой стороны.
Поэтому актуальной является проблеми: как повысить качество подготовки учителей технологии и предпринимательства по электротехнике?
Объект исследования; процесс подготовки будущих учителей технологии и предпринимательства по электротехнике.
Предмет исследовании: условия повышения качества подготовки будущих учителей технологии и предпринимательства по электротехнике.
Цель исследования: выявить условия повышения качества подготовки будущих учителей технологии и предпринимательства по электротехнике в педагогическом вузе в соответствии с современными требованиями, предъявляемыми к профессиональной подготовке учителя образовательной области «Технология», и разработать способы их реализации.
Гипотеза исследования формулируется следующим образом.
Качество подготовки будущих учителей технологии и предпринимательства но электротехнике можно повысить, если выполнить следующие условия:
- выявить недостатки подготовленности студентов, обучающихся по специальности «Технология и предпринимательство», по физике и математике и усилить межпредметные связи между курсами физики, математики и электротехники;
- интенсифицировать подготовку по электротехнике;
- усилить практическую направленность подготовки по электротехнике. Выдвинутая гипотеза предполагает решение следующих задач;
1. Провести анализ современного состояния подготовки будущих учите лей технологии и предпринимательства в области электротехники.
2. Провести анализ программ курсов математики и физики для подготовки учителей технологии и предпринимательства по специальности 030600 «Технология и предпринимательство» и разработать рекомендации по корректировке программ с целью улучшения подготовки студентов к изучению электрорадиотехнических дисциплин.
3. Обосновать и разработать рекомендации по усилению межпредметных связей физики, математики и электротехники в подготовке будущего учителя технологии и предпринимательства.
4. Усовершенствовать методику проведения лабораторных занятий по электротехнике.
5. Разработать методику проведения лабораторных занятий по практико-ориеитированпым дисциплинам «Бытовые электроприборы и оборудование» и «Основы конструкции бытовой техники».
6. В педагогическом эксперименте проверить эффективность предложенных способов повышения качества подготовки будущих учителей технологии и предпринимательства по электротехнике.
Для решения поставленных задач использовались следующие методы исследования:
- анализ методической, педагогической, нормативной и технической литературы по изучаемой проблеме, сравнительный анализ учебных программ по дисциплинам «Физика», «Математика», «Электротехника», «Бытовые приборы и электрооборудование», «Основы конструкции бытовой техники»;
- изучение и обобщение опыта преподавателей по электрорадиотехнической подготовке будущих учителей технологии и предпринимательства;
- моделирование и проектирование методики преподавания дисциплин «Электротехника», «Бытовые приборы и электрооборудование», «Основы конструкции бытовой техники»;
- наблюдение за ходом лекционных и лабораторных занятий;
- беседы, опрос и тестирование студентов;
- анализ и обобщение полученных результатов;
- педагогический эксперимент и статистическая обработка экспериментальных данных.
Научная новизна исследования
1. Выявлены условия повышения качества электротехнической подготовки будущих учителей технологии и предпринимательства в условиях недостаточного владения ими физико-математическими понятиями и теоретическими и экспериментальными методами и сокращения числа часов на изучение электротехники. Показано, что такими условиями выступают; 1) реализация межпредметных связей курсов математики, физики и электротехники; 2) интенсификация подготовки по электротехнике; 3) усиление практической направленности подготовки по электротехнике.
2, Предложены способы реализации условий повышения качества подготовки будущих учителей технологии и предпринимательства по электротехнике, а именно;
2.1.Разработаны задания по выявлению уровня подготовки студентов по физике и математике и даны рекомендации по усилению межпредметных связей математики, физики и электротехники на основе корректировки программы по математике (с введением новых дидактических единиц) и введения индивидуальных задании по физике, учитывающих взаимосвязи с электротехникой.
2.2, Разработана система допуска студентов ЕС лабораторным работам по электротехнике, сокращено число лабораторных работ по электротехнике на основе выявления знаний и умений, необходимых для дальнейшей практической деятельности в школе, и частичного переноса лабораторных работ в практикоориентированные электротехнические дисциплины.
2.3. Разработаны обобщающая лекция по курсу «Электротехника», посвященная современным направлениям практического применения элек трической энергии, и лабораторные практикумы по курсам «Основы конструкции бытовой техники» и «Бытовые электроприборы и оборудование».
Теоретическая значимость исследования определяется тем, что обоснована идея упрощения подготовки будущих учителей технологии и предпринимательства по электротехнике (за счет сокращения числа лабораторных работ) и одновременного углубления этой подготовки (за счет усиления внимания к практическому применению электрической энергии в теоретических и экспериментальных формах работы студентов).
Практический значимості» исследования
1. Предложено ввести в программы дисциплин «Физика» и «Математика» для студентов педвузов, обучающихся по специальности «Технология и предпринимательство», дополнительные дидактические единицы, необходимые для изучения электрорадиотехнических дисциплин.
2. Подобран дополнительный материал к лекционному курсу по электротехнике в области современного практического использования электрической энергии,
3. Разработано и опубликовано в соавторстве учебное пособие для выполнения лабораторных работ по электротехнике «Практикум по электротехнике».
4. Разработаны тесты для ускорения получения допуска к выполнению лабораторных работ по электротехнике.
5. Созданы лабораторные работы «Микроволновая печь», «Устройства управления и зашиты электроустройств» и модернизированы лабораторные работы «Квартирная электропроводка», «Измерение активной мощности и электроэнергии», «Электроосветительные приборы» и источники вторичного электропитания по дисциплинам «Бытовые электроприборы и оборудование» И «Основы конструкции бытовой техники»,
6. Разработано и опубликовано в соавторстве учебное пособие с описани ем выполнения лабораторных работ по дисциплинам «Бытовые электроприборы и оборудование» и «Основы конструкции бытовой техники».
Применение созданных в ходе исследования учебно-методических материалов способствует совершенствованию электротехнической подготовки будущего учителя технологии и предпринимательства.
На защиту выносится:
1. Обоснование возможности повышения качества подготовки будущих учителей технологии и предпринимательства по электротехнике на основе усиления межпредметных связей математики, физики и электротехники, интенсификации этой подготовки и усиления внимания к практическому применению электрической энергии.
2. Рекомендации по корректировке физико-математической подготовки студентов факульгетов технологии и предпринимательства с учетом совершенствования их электротехнической подготовки.
3. Рекомендации по расширению лекционного курса по электротехнике в области современного практического использования электрической энергии.
4. Методика проведения лабораторных практикумов по практикоорисн-тированным дисциплинам «Бытовые электроприборы и оборудование» и «Основы конструкции бытовой техники».
5. Система допуска студентов к выполнению лабораторных работ по электротехнике.
Апробация и внедрение результатов исследования осуществлялись посредством представления и обсуждения:
- на 1-ой Всероссийской научно-методической конференции «Современная электроника и информационные технологии в системе образования различных уровней» (г. Псков, 2005 г.);
- на Международных конференциях по технологическому образованию: XI Международной конференции «Технологическое образование школь пиков в начале XXI века» (г. Брянск, 2005 г.), XII Международной конференции по технологическому образованию школьников «Проблемы технологического образования в школе и ВУЗе» (г, Москва, 2006 г.);
- на Всероссийской научно-практической конференции МПГУ «Технологическое образование в школе и вузе» (г, Москва, 2006 г.);
- на заседаниях кафедры общетехнических дисциплин МПГУ (2005-2007 г.г.).
Экспериментальная проверка гипотезы исследования проводилась в Московском педагогическом государственном университете, Кабардино-Балкарском государственном университете (г. Мальчик), Башкирском государственном университете (филиал г. Сибай), Забайкальском государственном педагогическом университете (п Чита), Липецком государственном педагогическом университете. Эксперимент длился с 2004 г. по 2007 г, и делился на три этапа: констатирующий, поисковый и обучающий.
Структура и объем диссертации
Работа состоит из введения, двух глав, заключения, списка литературы и приложений. Общий объем работы 296 страниц, из них основной ТСЕССТ составляет 160 страниц. Работа включает 7 таблиц, 18 рисунков, 4 приложения. Список литературы составляет 123 наименования.
Основные положения диссертации отражены и следующих публикациях:
1. Пспш, А.В. Совершенствование электротехнической подготовки будущих учителей технологии и предпринимательства [Тскст / А.В. Пего»//Наука и школи.-2007.-№ 4.-с. 30-32; 0,25 п.л.
2. Тамарчак Д.Я., Ложкин, A.M., Псгов А.В, и др. Практикум по электротехнике [Текст]: учеб, пособие для студентов пед. вузов / Д.Я. Тамарчак [и др.]; под ред. проф. ІО.Л. Хотупцева. - М.: Эелан» 2006. - 76 с; 4,5 п,л. (авторских 25%).
3. Леонов В.Г., Псгов А.В., Полумиенко В.В. Практикум по бытовым электроприборам [Текст]: учеб, пособие для студентов псд, вузов / под ред. профессора Ю.Л, Хотунцека. - М.: Эслан, 2007. - 97 с; 6 ил, (авторских 50%).
4. Пегов, А.В. Электрорадиотехничсскаи подготовка будущих учителей технологии и предпринимательства на кафедре обшетехнических дисциплин МПГУ [Текст] / А.В. Пегов // Технологическое образование школьников в начале XXI века: Материалы XI Международной научно-практической конференции, 13-15 декабря 2005 года в 2 ч.; иод ред. В.Д. Симоненко, М.В. Ретивых, Ю.Л. Хотунцева. - Брянск: РИО БГУ. 2005. - 4.2. - с. 286-289; 0,3 п л.
5. Пегов, А.В. Проверка подготовленности студентов третьего курса ФТП к изучению электрорадиотехннических дисциплин [Текст] / А.В. Пегов, Ю.Л. Хотунцев // XII Международная конференция по технологическому образованию школьников «Проблемы технологического образования в школе и ВУЗе»: материалы конференции; под ред. профессора Ю.Л, Хотунцева. - М.: МИОО, 2006. - с. 302-305; 0,3 п.л. (авторских 50%).
6. Пегоо, А.В,, Изучение современной бытовой техники в педагогическом вузе [Текст] / А,В. Пегов, Ю.Л. Хотунцев // Современная электроника и информационные технологии в системе образования различных уровней: материалы конференции; под ред. профессора Ю.Л. Хотунцена. - Псков: Филиал СПбГИЭУ, 2005. - с. 19-20; 052 п.л. (авторских 50%).
7. Пегов, А.В, Изучение энергосберегающих электроосветительных приборов при подготовке будущих учителей технологии и предприннма-тельства [Текст] / А,В. Пегов // Технологическое образование в школе и вузе: материалы Всероссийской научно-практической конференции МПГУ 30-31 января 2006 г. - М: Изд-во Апарт, 2006, - с. 281-284; 0,3 ил.
Объем знаний по электрорадиотехнике в общеобразовательных учреждениях
Электрическая энергия играет очень важную, определяющую роль в жизни современного человеческого общества. Поэтому преподавание элсктрора-диотехпики было включено и в программы трудового обучения и в программы технологии.
Содержание трудового обучения было дифференцированно для мальчиков и девочек, для городской и сельской школы. При этом были предусмотрены четыре программы: для городской школы - «Технический труд» для мальчиков и «Обслуживающий труд» для девочек; для сельской школы - «Сельскохозяйственный и технический груд» для мальчиков и «Сельскохозяйственный и обслуживающий труд» Для девочек [80, 81, 82, 83]. Во все эти программы был введен раздел «Электротехнические работы». На изучение этого раздела в программе «Технический труд» отводилось 50 часов, в программе «Обслуживающий труд» - 40 часов, в программах «Сельскохозяйственный и технический труд» и «Сельскохозяйственный и обслуживающий труд» - 38 часов. Предполагалось, что на инструктаж и сообщение теоретических сведений отводится не более 25% учебного времени по каждой теме. В рамках этих программ предполагалось дать учащимся первоначальные сведения об основах техники и технологии, познакомить их с основами электротехники- В программы было включено выполнение наиболее распространенных видов электротехнических работ. Изучение электротехники начиналось с IV класса и заканчивалось в VIII классе.
Несмотря на то, что количество часов, отводимое на изучение раздела «Электротехнические работы», в программах «Технический труд» и «Сельскохозяйственный и технический труд» разное, ученики, обучающиеся по этим программам, должны были получить примерно одинаковый объем знаний. С IV по VII классы на изучение раздела «Электротехнические работы» отводилось в городских школах по 10 часов, а в сельских школах - по 8 часов. Учащиеся IV класса должны были знать виды и назначение проводов для цепей безопасного напряжения (сечение то ко про водящей жилы до 1 мм"), конструкции электроарматуры, электромонтажные инструменты, а также уметь читать простейшие электрические схемы, собирать по схеме одноламповую электрическую цепь безопасного напряжения, оконцовьшать и присоединять провода, В V классе учащиеся должны были приобрести знания и умения сборки по схеме электрических цепей с последовательным соединением ламп, монтирования электрических цепей одноламповых бытовых светильников. Учащиеся VI класса должны были знать устройство бытовой осветительной электроарматуры, короткое замыкание, правила элсктробезопасности и уметь разбирать и собирать бытовую осветительную электроарматуру, монтировать осветительные цепи из бытовой электроарматуры. В VII классе ученики получали знания по принципу действия электромагнитных устройств (звонок, реле, коллекторный электрод в игатсль), основным элементам автоматических устройств; приобретали умения по сборке моделей электромагнитных устройств (звонок, реле, коллекторный электродвигатель), выполнению монтажа обмотки электромагнита, сборке и регулировке изделий с электромагнитом. В VIII классе городских школ учащиеся знакомились с назначением и устройством электрифицированного ручного инструмента, правилами безопасного труда при работе им, с устройством коллекторного и асинхронного электрических двигателей, рубильников, выключателей, магнитных пускателей. В VIII классе сельской школы в рамках электротехнических работ учащиеся знакомились с устройством и работой генератора трехфазного тока и электродвигателя с короткозамкнутым ротором, соединением обмоток статора электродвигателя «звездой» и «треугольником», устройством и работой коллекторного двигателя переменного тока. Учащиеся VIII класса должны были уметь определять исправность обмоток электрических двигателей, выполнять разборку, сборку и подключение электрических двигателей к сети. На электротехнические работы в VIII классе городских школ отводилось 10часов, а сельских- 6 часов.
В программе «Обслуживающий труд» на изучение раздела «Электротехнические работы» в IV - VI классах отводилось по 10 часов, в VII классе - 4 часа и в VIII классе - 6 часов. В программе отмечается, что задачей раздела «Электротехнические работы» является формирование у учащихся знаний и умений по составлению и чтению электрических схем, сборке по ним цепей, по электромонтажу, простейшему ремонту электробытовых приборов и эксплуатации бытовых машин с коллекторным двигателем. В IV классе учащиеся приобретали знания по конструкции проводов, ламп, осветительной арматуры для цепей безопасного напряжения, по назначению, устройству и приемам работы электромонтажными инструментами, по правилам безопасности труда. Учащиеся должны были уметь читать схемы и собирать по ним простейшие электрические цепи, оконцовываать и присоединять провода к осветительной арматуре. Учащиеся V класса знакомились с назначением и устройством бытовой лампы накаливания, патрона, вилки и выключателя, конструкцией электрических проводов, электрической схемой бытового однолампового светильника, технологией изготовления светильника, требованиями к качеству готового изделия. В VI классе ученики знакомились с назначением и устройством штепсельных розеток, предохранителей и их условными обозначениями на электрических схемах, способами и приемами монтажа цепей бытовой осветительной цепи, причинами короткого замыкания, правилами безопасности при эксплуатации осветительной сети. В VI классе учащиеся приобретали умения по чтению электрической схемы и монтировке по ней разветвленных электрических цепей. В VII классе изучали виды бытовых электроприборов, их назначение, устройство, принцип действия, правила безопасности при обращении с бытовыми электроприборами, а также приобретали умения читать электрические схемы бытовых электроприборов, выявлять их простейшие неисправности, ремонтировать приборы и проводить их испытание. В VIII классе учащиеся получали знания по применению электрических двигателей в народном хозяйстве, назначению и принципу действия пылесоса и полотера, знакомились с рабочими профессиями электромонтер и электрослесарь. Учащиеся VJ1I класса приобретали умения читать электрические схемы электробытовых машин, использовать пылесос и полотер при уборке помещения [80, 81, 82, 83].
В 1993 г. в базисный учебный план общеобразовательных учебных заведений России была включена новая образовательная область «Технология».
Приказами Министерства образования РФ №1235 и № 1236 от 19.05.1998 г. и №56 от 30.06.1999 г. определен минимум содержания образования по образовательной области «Технология» для учащихся начальной, основной и средней (полной) школы.
Обязательный минимум содержания основного общего образования предполагает изучение раздела «Электротехника и электроника», В і гем предложены для изучения следующие вопросы. Передача и использование электрической энергии. Обслуживание и эксплуатационные работы с электротехническими и радиоэлектронными устройствами и устройствами автоматики. Чтение и составление простых электрических схем; электрические измерения; монтаж деталей и проводов; сборка цепей соединения проводов; испытания электрических устройств; поиск и устранение простейших неисправностей.
В приказе №56 Министерства образования Российской Федерации от 30.06.99 об утверждении обязательного минимума содержания среднего (полного) общего образования отмечено, что обязательный минимум содержания в средней (полной) общеобразовательной школе состоит из общего и специального технологических компонентов.
Общий технологический компонент является обязательным. Его содержание интегрируется с одним из двух вариантов специального технологического компонента: направлениями или областями трудовой деятельности человека. Выбор направления или области трудовой деятельности осуществляется об 18
щеобразовательпым учреждением с учетом учебно-материальной базы школы, наличия педагогических кадров, интересов и образовательных потребностей обучающихся.
Содержание общего технологического компонента включает в себя технику и технологию в современном обществе, тенденции их развития, средства и способы поиска новых технических и технологических решений,
В содержание специального технологического компонента (области трудовой деятельности) включены, среди прочих, электротехника и радиоэлектроника [66, 67, 68].
Неоднократно (1996, 1997, 2000, 2001, 2002, 2005, 2006, 2007 гг.) издавалась рекомендованная Министерством образования Российской Федерации программа «Технология. Трудовое обучение». Эта программа разработана научным коллективом под руководством Хогунцева Ю. Л. и Симонепко В. Д. В программе отмечается3 что главная цель образовательной области «Технология» - подготовка учащихся к самостоятельной трудовой жизни в условиях рыночной экономики.
В программе приведены задачи, которые должны быть решены в процессе преподавания предмета «Технология». Среди задач можно выделить: формирование политехнических знаний и экологической культуры; ознакомление с основами современного производства; развитие самостоятельности и способности учащихся решать творческие и изобретательские задачи; обеспечение учащимся возможности самопознания, изучения мира профессий, выполнения профессиональных проб с целью профессионального самоопределения.
Возможности подготовки учителя технологии и предпринимательства по электрорадиотехникс
На кафедре общетехнических дисциплин МПГУ в рамках электрорадио-техпической подготовки студенты факультета технологии и предпринимательства изучают следующие дисциплины; техническая физика, векторный анализ электрических цепей переменного тока, электротехника, радиоэлектроника, автоматика, электроизмерения и радиомонтаж, цифровая электропика, оборудование школьного кабинета по электрораднотехнологии, внеклассная работа по радиоэлектронике, основы конструкции бытовой и офисной техники, элсктробытовые приборы и оборудование, электронное оборудование автомобиля. Техническая физика изучается в 5 семестре в рамках пационльно-регионального (вузовского) компонента. На ее изучение выделено 15 часов практических занятий. Во время практических занятий студенты должны освоить основные физические и математические понятия, используемые для описания процессов, протекающих в электрических и магнитных цепях, чтобы быть подготовленными к изучению курсов «Электротехника», «Радиоэлектроника», «Автоматика» и «Цифровая электропика». Программа предусматривает овладение основными методами решения задач, что очень важно, так как в программе курса «Физика» для студентов ФТиП не предусмотрены практические занятия по решению задач. Занятия по технической физике базируются на лекционном курсе «Физика».
Программа курса «Техническая физика» включает Б себя следующие вопросы: постоянный ток, решение задач на определение сопротивления, тока, напряжения и мощности с использованием законов Ома и Джоуля-Ленца; постоянный ток, решение задач с использованием законов Ома и Кирхгофа; переменный ток, амплитудное и действующее значения, начальная и текущая фазы, решение задач с использованием векторного и комплексного представлений гармонических колебаний; комплексные сопротивления в цепях переменного тока, решение задач по расчету простейших цепей переменного тока; законы Ома и Кирхгофа, неразветвленные цепи переменного тока; законы Ома и Кирхгофа, разветвленные цепи переменного тока; электромагнитные явления, решение задач с использованием закона электромагнитной индукции, расчет силы Ампера, магнитные материалы, расчет магнитных цепей. На изучение каждого вопроса программы отводится 2 часа практических занятий. Заканчивается изучение технической физики выставлением зачета [85, с. 74-79].
В 5 семестре студенты специальности «Технология и предпринимательство» изучают электротехнику. На изучение этой дисциплины отводится 32 часа лекций и 32 часа лабораторных занятий. Студентам, получающим дополни 40
тельную специальность «Безопасность жизнедеятельности», и студентам, обучающимся по специальности «Информационные технологии в образовании», на лекции и лабораторные занятия отводится по 36 часов. Целью обучения студентов ФТиП дисциплине «Электротехника» является общая теоретическая и практическая подготовка, необходимая для преподавания электротехнических разделов образовательной области «Технология» в средней школе. Материал курса базируется па знаниях, полученных студентами при изучении общеобразовательных курсов физики и математики, и является основой для последующего изучения на факультете технологии и предпринимательства дисциплин электрорадиотехнического профиля.
В лекционном курсе электротехники рассматриваются следующие вопросы.
Введение
Предмет курса и его программа. Электроэнергетика и её место в современной цивилизации. Значение электротехнической подготовки для учителя технологии и предпринимательства в средней школе.
Лилейные электрические цепи
Постоянный и переменный электрический ток. Мгновенные, амплитудные, действующие и средние значения тока и напряжения. Фаза электрического колебания. Временное, векторное и комплексное представление гармонических величин. Связь между мгновенными значениями напряжения и тока для резистора, катушки индуктивности и конденсатора. Активные, реактивные, полные и комплексные сопротивления и проводимости линейных электрических цепей, содержащих R, L, С элементы. Заколы Ома и Кирхгофа. Простейшие методы расчета электрических цепей. Мгновенная, средняя, активная, реактивная и полная мощность электрической цепи. Коэффициент мощности и его значение. Резипансы напряжений и токов. Векторные диаграммы.
Трёхфазные цепи
Трехфазные цепи и области их применения. Принципы получения трех
фазного тока. Соединение фаз генератора по схеме звезды и по схеме треугольника. Схемы включения потребителей, линии электропередачи. Понятие о симметричном режиме трёхфазной цепи. Векторные диаграммы. Мощность трёхфазной системы.
Электрические измерения и приборы
Электроизмерительные приборы непосредственного отсчёта, их погрешности, классы точности. Погрешности измерений. Измерение то кон, напряжений, сопротивления и мощности, выбор измерительных приборов. Расширение пределов измерения приборов.
Магнитные цепи и трансформаторы
Катушка со стальным сердечником в цепях постоянного и переменного тока, её использование в электромагнитных реле, магнитных пускателях и трансформаторах. Принцип действия, устройство, уравнения электрического состояния и основные режимы работы однофазного трансформатора. Потери в трансформаторе и способы борьбы с ними. Принцип работы автотрансформатора.
Электрические машины постоянного тока
Устройство и принцип действия машин постоянного тока, принцип обратимости. ЭДС якоря. Электромагнитный момент. Реакция якоря. Коммутация и способы борьбы с искрением. Классификация электрических машин постоянного тока по способу возбуждения. Генератор постоянного тока с параллельным возбуждением. Основные характеристики двигателя постоянного тока. Пуск в ход, регулирование скорости вращения, реверсирование. Коллекторный двигатель переменного тока.
Электрические машины переменного тока
Принцип действия синхронных и асинхронных машин. Возбуждение вращающегося магнитного поля трехфазной системой токов, скорость вращения магнитного поля. Устройство и принцип действия трёхфазных асинхронных двигателей. Скорость вращения ротора, скольжение, элсктромапштньш момент. Основные характеристики асинхронного двигателя. Пуск в ход, регулирование скорости вращения и реверсирование двигателя. Принцип действия и устройство однофазных и двухфазных асинхронных двигателей. Способы включения трёхфазных двигателей в однофазную есть. Устройство и принцип действия трёхфазного синхронного генератора. ЭДС синхронного генератора и характеристика холостого хода. Понятие о реакции якоря. Внешние характеристики генератора. Обратимость синхронных машин. Синхронный двигатель.
Непттшые электрические цепи
Понятие о нелинейных элементах, спектральном составе сигнала и преобразовании спектра колебаний при прохождении сигнала через линейные и нелинейные цепи. Диоды. Работа различных схем выпрямления переменного тока: однополупериодной, двухполупериодной, мостовой. Фильтры.
Электробытовые приборы
Лампа накаливания и осветительные люминесцентные лампы. Схема запуска и пуско-регулировочный аппарат. Электробытовые приборы: электрическая плита, утюг? миксер, швейная машина и др. Принципы устройства квартирной электропроводки и электропитания школьных мастерских.
Промышленные элвктротехнологии
Электротехнические методы обработки материалов, веществ и области их применения. Электростатические установки. Применение магнитной и магии-тоимпульсной обработки. Электроискровая обработка токопроводящих материалов. Электросварка, Электротермические и электрические печи. Установки индукционного нагрева. Электрохимические методы обработки материалов.
При изучении электротехники студенты выполняют 5 лабораторных работ: неразветвленные цепи переменного тока, разветвленные; цепи переменного тока, однофазный трансформатор, трехфазная система токов и двигатель постоянного тока с параллельным возбуждением. На каждую лабораторную работу отводится по 6 часов. После изучения электротехники студенты сдают экзамен [85, с. 349-359]. В 5 семестре для студентов ФТиП предусмотрен спецкуре «Избранные главы электротехники», рассчитанный на 32 часа аудиторных занятий. Целью обучения студентов ФТиП дисциплине «Избранные главы электротехники» является углубленная теоретическая и практическая подготовка студентов, необходимая для преподавания соответствующих разделов образовательной области «Технология)) в средней школе. Основными задачами изучения дисциплины являются: оказание помощи студентам ФТиП в освоении достаточно сложного предмета «Электротехника» при ограниченном числе учебных часов, выделенных в учебном плане на его изучение;
закрепление и углубление знаний и навыков, полученных в рамках курса «Электротехника», с помощью расчёта различных электрических цепей и решения большого количества практических задач.
Дисциплина «Избранные главы электротехники» включает следующие разделы: введение, линейные электрические цепи, трёхфазные цепи, электрические измерения и приборы, магнитные цепи и трансформаторы, нелинейные электрические цепи, электрические машины постоянного тока, электрические машины переменного тока. Содержание разделов представлено следующими вопросами.
Подготовка будущих учителей технологии и предпринимательства к изучению электрорадиотехничееких дисциплин
Первые три семестра студенты ФТиП изучают математику. Задача этого курса состоит в том, чтобы познакомить студентов с теми разделами математики, которые необходимы студентам для дальнейшего обучения на данном факультете, так как они используются при изучении таких предметов как физика, электротехника, радиоэлектроника, теоретическая механика и др. [85, с. 8].
Согласно ГОСВПО 2005 года для специальности 030600 «Технология и предпринимательство» на изучение математики выделяется 334 часа. Там же приводится примерное содержание курса математики, которое включает в себя следующие разделы: аналитическая геометрия и линейная алгебра; дифференциальное, интегральное исчисления, гармонический анализ; дифференциальные уравнения; численные методы; функции комплексного переменного; элементы функционального анализа; вероятность и статистика: теория вероятностей, случайные процессы, статистическое оценивание и проверка гипотез, статистические методы обработки экспериментальных данных [26, с. 8].
Программа по математике для студентов ФТиП МПГУ, составленная на кафедре математической физики, рассчитана на 350 часов. Из них на аудиторные занятия предусмотрено 180 часов, а на самостоятельную работу студентов - 170 часов. В работе [85, с,10] приводится распределение часов по темам и видам учебных занятий. При анализе этой таблицы можно заметить, что на практические занятия по теории вероятности и математической статистике предусмотрено 10 часов, тогда как па практические занятия по темам: комплексные числа, элементы векторного анализа, ряды Фурье предусмотрено всего лишь по 2 часа. Последние три темы очень важны и нужны студентам при изучении в дальнейшем электротехники и радиоэлектроники. Тогда как с теорией вероятности и статистикой студенты потом практически не сталкиваются. Представляется возможным па ознакомление с теорией вероятности и статистикой оставить 8 часов лекций, предусмотренных программой, а 10 часов практических занятий, предусмотренные на теорию вероятности и статистику, распределить на темы: комплексные числа, элементы векторного анализа, ряды Фурье,
В программе предполагается выполнение задании для самостоятельной работы студентов. На выполнение этих заданий отводится 11 часов. В задания для самостоятельной работы студентов входят: исследование и построение графика функции, комплексные числа, вычисление площадей, ряд Фурье, разложение функций в ряд. Для успешного усвоения тем задания для самостоятельной работы студентов следует расширить, учитывая, что самостоятельную работу отводится по программе 170 часов. В задания для самостоятельной работы следует добавить тему «Элементы векторного анализа». В эти задания надо включить сумму, разность векторов, произведение вектора на число, скалярное произведение векторов, векторное произведение векторов. Также можно добавить определители второго и третьего порядков, системы трех линейных уравнений с тремя неизвестными. Умение решать систему уравнений может пригодиться при решении физических задач па применение правил Кирхгофа. Это полезно уметь и при изучении электротехники.
Может возникнуть возражение по поводу того, что часы, отведенные на самостоятельную работу студентов, рассчитаны в основном на повторение лекций, а не на выполнение дополнительных заданий. Но в лекциях по математике часто приводятся примеры решения задач. Более эффективно усвоение тем при повторении будет проходить, если студенты будут не просто заучивать примеры, разобранные преподавателем, а по аналогии с этими примерами выполнять свои задания. Выполнение заданий для самостоятельной работы студентов надо систематически контролировать и допускать к экзамену в конце семестра только тех студентов, которые полностью выполнят все задания для самостоятельной работы. Такой подход заставил бы студентов глубже вникать в содержание лекций, а также сознательно слушать лекции во время их чтения преподавателем. Па лекциях студентов Ф ГиП по математике не следует проводить длинные доказательства сложных формул и теорем. Лучше в сэкономленное время научить студентов применять теоремы и формулы к решению конкретных задач. Если же студентам интересны доказательства формул и теорем, то умея оперировать формулами, они без особых усилий смогут разобрать доказательства по учебникам.
К сожалению, в ГОСВПО для специальности 030600 «Технология и предпринимательство» в дисциплине «Математика» не предусмотрено изучение элементов математической логики (булевой алгебры). Так как знание основ математической логики необходимо студентам в дальнейшем при изучении цифровой электроники.
После анализа программы по математике и сделанных рекомендаций по ее корректировке были составлены рскомсіідации к заданиям по математике для студентов ФТиП с целью усилении межпредметных связей между математикой и электрорадиотехникой, что является одним из условии повышения качества подготовки будущих учителей технологии и предпринимательства по электротехнике. При составлении рекомендаций учитывались результаты оценки уровня знаний студентов 3 курса ФТиГТ по физике и математике перед изучением электротехники, полученные на констатирующем этапе педагогического эксперимента. Эти рекомендации приводятся ниже.
