Реализация междисциплинарных связей электротехники и математики как средство повышения качества подготовки специалистов.
статья

Реализация междисциплинарных связей электротехники и математики как средство  повышения качества подготовки специалистов

Подготовила: Р.А.Наумёнок,

преподаватель математики

Ключевые слова: ФГОС СПО, междисциплинарные связи, внеаудиторная самостоятельная работа, ИКТ- технологии.

Со второй половины XX века в России началось резкое развитие и рост интеграции наук и технологий в обществе и междисциплинарные связи в профессиональном обучении являются конкретным выражением данных интеграционных процессов. Эти связи играют важную роль в формировании общих и профессиональных компетенций обучающихся в условиях реализации ФГОС СПО нового поколения.

Образовательные программы среднего профессионального образования в Череповецком металлургическом колледже направлены на создание, поддержание и ежегодное обновление условий, обеспечивающих  качественную подготовку конкурентоспособных специалистов среднего звена в соответствии с требованиями современного рынка труда, с учетом запросов предприятия-заказчика ПАО «Северсталь», особенностей развития региона, современной  техники и технологий, способных быстро адаптироваться на рабочем месте в ходе модернизации и перевооружения металлургической промышленности России.

В ходе реализации  образовательных программ СПО отдается приоритет практикоориентированности обучения на всех этапах образовательного процесса, созданию условий для овладения студентами  универсальными и предметно-специализированными компетенциями, способствующими социальной мобильности и устойчивости на рынке труда будущих выпускников колледжа.

Что такое междисциплинарные связи и какова их роль в реализации выше названных целей?

 Междисциплинарные связи  есть принцип дидактики, выполняющий интегративную и дифференцированную функции в процессе преподавания конкретной дисциплины  и выступающий в качестве средства объединения знаний по дисциплине в целостную систему, расширяющую пределы данной дисциплины без потери его качественных особенностей.

В процессе освоения образовательной программы СПО преподаватели и мастера производственного обучения используют  следующие типы междисциплинарных связей:

1. Учебно-междисциплинарные прямые связи. Они возникают в случае, если усвоение одной дисциплины базируется на знании другой.

2. Исследовательско-междисциплинарные связи проблемного характера возникают тогда, когда две (или более) дисциплины имеют общий объект исследования или общие проблемы, но рассматриваются с разных дисциплинарных подходов, в различных аспектах.

3. Ментально-опосредованные связи возникают в том случае, когда средствами разных учебных дисциплин формируются одни и те же компоненты, интеллектуальные умения, необходимые в профессиональной деятельности. Применение связей данного типа требует использования методов анализа, системного мышления, пространственного воображения, образно-интуитивного мышления, методов решения эвристических и ситуационных задач.

4. Опосредованно-прикладные связи формируются тогда, когда понятия одной дисциплины  используются при изучении другой.

       Данные связи реализуются в Череповецком металлургическом колледже при помощи:

• создания методических указаний для проведения лабораторных и практических  работ;
• проведения интегрированных  уроков;
• разработки творческих проектов студентами;
• разработки и проведения комплексных экзаменов.

Реализация междисциплинарных связей дисциплин «Электротехника» и «Математика»  хорошо просматривается при изучении темы «Сложные электрические темы», где в ходе работы по расчету сложных электрических цепей постоянного тока используются методы Гаусса и Крамера для решения систем линейных уравнений. Рассмотрим один из примеров на данную тему.

Рисунок 8- Сложная цепь постоянного тока

Рисунок 1- Сложная цепь постоянного тока

Дано:  E1=48 В   E2=12 В    E3=24 В   r1=4 Ом   r2=1,5 Ом   r3=2,5 Ом

r4=1,5 Ом    r5=3 ОМ    r6=1 Ом    r7=2 Ом   r01=r02=r03=0.5 Ом

Найти:  Найти токи всех ветвей.

Решение:

1. Выбираем направление контурных токов I11  I22  I33 (например,  по часовой стрелке).
2. Определяем контурные Э.Д.С. для каждого контура:

E11=E1-E3=24B

E22=-E1=12В

E33=E3=24В

3. Определяем собственные сопротивления контуров:

R11=r1+r4+r01+r5+r3+r03=12 Ом

R22=r2+r02+r6+r5=6 Ом

R33=r3+r03+r6+r7=6 Ом

4. Определяем собственные сопротивления контуров

R21=R12=3 Ом

R31=R13=r03+r3=3 Ом

R32=R23=r6= 1 Ом

5. Составляем систему контурных уравнений, одинаковую для всех цепей, состоящих из 3 контуров.

E11=I11R11-I22R12-I33R13

E22=-I11R21+I22R22-I33R23
      E33=-I11R31-I22R32+I33R33

Подставляем числовые данные и решаем систему методом Крамера

24=12I11-3I22-3I33

-12=-3I11+6I22-1I33

24=-3I11-I22+6I33

Составим и вычислим определитель ∆ матрицы системы:

В определителе ∆ заменим первый столбик, соответствующий неизвестной I11,  на столбец свободных членов. Получим  

В определителе ∆ заменим второй столбик, соответствующий  неизвестной I22, на столбец свободных членов. Получим

В определителе ∆ заменим третий столбик, соответствующий  неизвестной I33, на столбец свободных членов. Получим

Для нахождения значений I11,  I22,   I33 используем формулы Крамера:

Значит, токи для исходной схемы равны:

I1 = I11 = 3.714 A

I2 = I22 = 0.857 A

I7 = I33 = 6 A

I3 = I33 – I11 = 2.286 A

I5 = I11 – I22 = – 2.857 A

I6 = I33 – I22 = 5.143 A

Выполним проверку полученных результатов с помощью пакета Mathcad:

 Мониторинг учебных достижений студентов показывает, что такой способ изучения материала способствует повышению качества подготовки специалистов за счет прочного освоения  элементы профессиональных компетенций и формирования общих компетенций:

• ОК 2. Организовывать собственную деятельность, выбирать типовые методы и способы выполнения профессиональных задач, оценит их эффективность и качество.
•   ОК 5. Использовать информационно-коммуникационные технологии в  профессиональной деятельности.
•  ОК 8.  Самостоятельно определять задачи профессионального и личностного развития, заниматься самообразованием, осознанно планировать повышение квалификации.

Аналогичные подходы можно использовать не только при закреплении изученного материала и проведении практических работ, но и при выполнении внеаудиторной самостоятельной работы.

Использование на  занятиях конкретных, практически значимых заданий с прикладной  и междисциплинарной  направленностью дает возможность студентам глубже освоить материал, познакомиться с современными идеями имитирования в учебном процессе деятельности, которая осуществляется в реальной жизни.

Работа по представленному направлению реализации междисциплинарных  связей возможна лишь в тесном сотрудничестве с преподавателями-предметниками, которые понимают, что эффективность ее зависит от выполнения следующих требований:

        
-иметь четко сформулированную учебно-познавательную задачу, для решения которой необходимо привлекать знания из других дисциплин;
-обеспечить высокую активность и интерес студентов;
-способствовать пониманию студентами сущности изучаемых понятий и явлений;
-сопровождаться формулировкой мировоззренческих выводов.

    Использование междисциплинарных связей в учебном процессе существенно расширяет творческий потенциал преподавателя, повышает его профессиональный интерес, позволяет в короткие сроки повысить качество обучения, расширить кругозор студентов, повысить уровень подготовки специалистов.