ДЕПАРТАМЕНТ ОБРАЗОВАНИЯ ГОРОДА МОСКВЫ

ГОСУДАРСТВЕННОН БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

СРЕДНЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ ГОРОДА МОСКВЫ

«МОСКОВСКИЙ АВТОМОБИЛЬНО-ДОРОЖНЫЙ КОЛЛЕДЖ ИМ.А.А.НИКОЛАЕВА»

Сценарий урока

Курс:  ПМ. 01Участие в изыскании и проектировании автомобильных дорог и аэродромов

МДК 01.01. Изыскание и проектирование

Тема: Проектирование земляного полотна и водоотводных устройств

Тема урока: "Определение объёмов земляных работ"

Автор: Седых Ольга Анатольевна

Москва

 2013

Введение

        Неудовлетворенность современным образованием – явление всеобщее и, как показывает жизнь, начинает охватывать весь мир. Но обучение не может быть качественным, если оно не личностно ориентировано, если не созданы условия для развития каждого ребенка, даже не очень способного к обучению. На новое отношение к качеству образования должно уделяться внимание всех участников образовательного процесса

        Каждый из нас задумывался неоднократно над вопросами: Что необходимо сделать мне, как преподавателю-предметнику, чтобы качество знаний моих обучающихся стало выше? Использую ли я, наиболее эффективные формы и методы обучения? Приводит ли это к повышению качества знаний обучающихся?

        Качество знаний – уровень усвоения учебного материала обучающимися. Одним из уровней усвоения учебного материала является эвристический уровень.

         На эвристическом уровне обучающийся выполняет задания познавательно-поискового (эвристического) типа, студенты совершенствуют и углубляют усвоенные ранее знания и одновременно приобретают новые. При решении подобных заданий возникает проблемная ситуация, требующая поисков путей овладения новыми методами и приемами решения учебных задач. требует таких мыслительных операций, как анализ и синтез, сравнение и выделение главного, обобщение.

Сценарий урока

"Определение объёмов земляных работ"

Автор: Седых Ольга Анатольевна

Образовательное учреждение: ГБОУ СПО города Москвы "Московский автомобильно-дорожный колледж им. А.А. Николаева" 

Курс:  ПМ. 01Участие в изыскании и проектировании автомобильных дорог

 и аэродромов

МДК 01.01. Изыскание и проектирование

Тема: Проектирование земляного полотна и водоотводных устройств

Тема урока: "Определение объёмов земляных работ"

Группа: 3-го курса (специальность 270831 Строительство и эксплуатация автомобильных дорог и аэродромов)

Учебно-методическое обеспечение:

1. наглядные пособия и раздаточный материал:

- электронный плакат "Поперечные профили земляного полотна"

- задания тест- опроса для контроля знаний по ранее изученному материалу

- бланк "ведомость попикетного подсчета объемов земляных работ"

- карточки-задания для закрепления нового изученного материала

- учебное пособие по проектированию автомобильных дорог (дидактический материал из данного пособия для работы на уроке размещен на слайдах презентации) 

2. нормативно-техническая документация:

- СНиП 2.05.02-85 Автомобильные дороги. – М.: Госстроя СССР, 1986 – 51 с.

- номограммы "Объемы земляных работ"

3. литература:

- Лавриненко Л.Л. Изыскания и проектирование автомобильных дорог. – М. Транспорт , 1991.- 295 с

- Федотов Г.А., Поспелов П.И. Изыскания и проектирование автомобильных дорог. – М.: Высшая шк., 2009. – 646 с.

- Бабков В.Ф., Андреев О.В. Проектирование автомобильных дорог. Ч.1.2-е изд. Перераб. И доп. М.: Транспорт, 1987.

- Красильщиков И.М. Проектирование автомобильных дорог. – М..: Транспорт, 1994.- 212 с.

- Митин Н.А. Таблицы для подсчета объемов земляного полотна . – М, :  Транспорт, 1977.  

Оборудование: компьютеры; проектор; экран; программное обеспечение общего и профессионального назначения 

Время реализации занятия: 1 пара (1 час 30 минут)

Авторский медиапродукт: презентация, созданная в редакторе POWER POINT.

Цели:         

- развитие личности в целом, ее индивидуальности.

- организация действий обучающихся при решении учебно – познавательных задач.

- развитие логики мышления и обучение рациональным способам действий

Задачи:

образовательные:

- способствовать осознанию у обучающихся выбора методики определения объемов земляных работ, т.к. данная работа является ответственной задачей для проектировщиков, связанной с высокой точностью расчетов и стоимостью будущего объекта строительства

развивающие:

формирование и развитие у обучающихся таких ключевых компетентностей, как:

        учебно-познавательные: познавательная активность, осмысление проблемы, выдвижение и подтверждение гипотезы, аналитические навыки (анализ фактов и информации, сравнение и обобщение, поиск причинно-следственных связей), навыки анализа информации, навыки критического мышления, способность выработки собственной позиции по рассматриваемым проблемам, умение формулировать и аргументировать свою точку зрения

        коммуникативные: умение работать в микро-группе, навыки ведения дискуссии; навыки публичного выступления

воспитательные: 

- воспитывать умение грамотно и четко формулировать ответы на вопросы;

- воспитывать наблюдательность и аккуратность;

- воспитывать потребность в достижении поставленной задачи (цели);

- развивать самостоятельность, ответственность;

- формировать навыки работы в коллективе (микро-группах)

Проблемные вопросы:

1. Почему метод определения объемов земляных работ с применением ЭВМ является наиболее распространенным?
2. Какие преимущества имеет метод определения объемов земляных работ с применением ЭВМ над другими методами?
3. Какой программный комплекс используют для проектирования автомобильных дорог проектные организации?

Вид урока: урок изучения нового материала         

Тип урока: проблемно-эвристический урок

Форма урока: урок - исследование с элементами расчета

Формы обучения: групповая работы, эвристическая беседа, учебная дискуссия

Оборудование:

кабинет информационных технологий или кабинет, оснащенный компьютером и мультимедийным проектором

Методы: проблемно-эвристический, проблемно-исследовательский, дискуссионный, метод работы с нормативными документами

Межпредметные связи:

-обеспечивающие: "Математика", "Информатика", "Геодезия", "Инженерная графика", "Геология и грунтоведение".

-обеспечиваемые: ПМ.03 " Участие в организации работ по строительству автомобильных дорог и аэродромов", "Сметы".

План проведения урока:

Карта урока:

Ход занятия

(пояснения к проведению занятия)

        В соответствии с ФГОС СПО по специальности 270831 Строительство и эксплуатация автомобильных дорог и аэродромов в части освоения одного из основных  видов профессиональной деятельности (ВПД): Участие в изыскании и проектировании автомобильных дорог и аэродромов и одной из соответствующих ей профессиональных компетенций (ПК): Участвовать в проектировании конструктивных элементов автомобильных дорог и аэродромов  рабочей программой ПМ предусмотрено изучение темы "Проектирование земляного полотна и водоотводных устройств". На освоение данной темы отведено 14 часов обязательной аудиторной работы (из них 6 часов- теории, 2 часа- практической работы и 6 часов- курсового проектирования) и  9 часов внеаудиторной (самостоятельной) работы. Урок по теме "Определение объемов земляных работ" является заключительным в теоретической части. На занятии рассматриваются следующие вопросы:

1. Методы определения объемов земляных работ

2. Поправки, применяемые к объёмам земляных работ

3. Заполнение отчетных документов (ведомость попикетного подсчета объемов работ).

        Для проведения данного занятия предполагается наличие учебного кабинета «Информационные технологии». Оборудование учебного кабинета и рабочих мест:

- компьютеры с лицензионным программным обеспечением;

- программное обеспечение общего и профессионального назначения;

- принтер;

- комплект учебно-методической документации;

- мультимедийный проектор.

Примечание: в случае невозможности использовать кабинет "Информационные технологии" при проведении данного урока следует подготовить дополнительный раздаточный материал и показать метод определения объемов земляных работ с применением ЭВМ (автоматизированный) на компьютере преподавателя передавая информацию на экран через мультимедийный проектор.

        Объявив тему занятия преподаватель предлагает сперва проверить знания (слайд 1). Актуализация опорных знаний. Проверка знаний заключается в выявлении и оценке уровня знаний пройденного ранее материала путем фронтального опроса, умений и навыков обучающихся; выполнения ими домашнего задания; подготовке к восприятию нового материала.  

        Для вовлечения большего числа обучающихся в опрос проведено сочетание письменного (тестовые задания) и фронтального устного   опроса (слайд 2). При опросе активизировано внимание группы путем рецензирования, исправления и дополнения ответов, продолжения их, приведения примеров, а также дана возможность обучающимся задавать вопросы преподавателю и отвечающим. Это позволяет вовлечь большее число обучающихся в проверку знаний и способствует активному повторению материала.

         При проверке знаний каждому обучающемуся выдается карточка тестового задания и бланк для занесения ответов (см. приложение 1), после чего обучающиеся самостоятельно сравнивают результаты теста с ответами ключа и оценивают свою работу. При фронтальном опросе предлагается ответить на вопросы (см.приложение 2).

Следующим этапом урока идет изучение нового материала (эвристическая беседа) (см. приложение 3) (слайд 3-9) [1,2,3,4,5].     По окончании проверки знаний выдвигается исследуемая проблема, строятся гипотезы, происходит организация работы над проверкой гипотезы. Если обучающиеся слабо владеют технологией проблемно-исследовательской деятельности, то преподаватель разъясняет содержание данной деятельности: процесс формулировки проблемы, исходя из темы и предыдущих рассуждений, выдвижение гипотезы, выстраивание работы над гипотезой для решения выдвинутой проблемы. Затем обучающиеся совместно с преподавателем формулируют проблему, выдвигают гипотезу, находят варианты ее решения. Все необходимое размещено на слайдах 10-13.  Далее преподаватель дает разъяснения по работе в группах, комментирует задания.

        Обучающиеся работают в группах по предложенному алгоритму (слайды 14-20) (см. приложение 4) [4,5,6]. Преподаватель активно помогает обучающимся, направляет и корректирует их деятельность.

        По окончании данного этапа урока преподаватель предлагает обучающимся выбрать в микро-группах по одному представителю для выступления.  Представители микро-групп, ссылаясь на нормативные документы и собственные выводы выступают перед всей аудиторий,  дают краткие лаконичные ответы на поставленные в заданиях вопросы (см. приложение 5). Если информация недостаточно полная, для этого преподаватель задает дополнительные вопросы, обращаясь не только к микро-группе, но и ко всей аудитории. Примерные ответы на вопросы заданий размещены на слайдах (слайд 21) и при необходимости преподаватель обращается к ним. Дискуссионными могут быть такие дополнительные вопросы: Нужно ли знать все методы определения объемов земляных работ или достаточно знать какой-либо один? Всегда ли поправка на снятие растительного слоя будет увеличивать профильный объем земляных работ и если нет, то в каком случае? Всегда ли поправка на дорожную одежду будет уменьшать итоговый объем земляных работ и если нет, то в каком случае? Зачем при определении итогового объема учитывают коэффициент уплотнения?

Затем преподаватель плавно переходит к вопросам, которые были сформулированы в начале изучения темы и организует учебную дискуссию. Обучающиеся высказывают свое мнение, слушают одногруппников. Далее при наличии времени можно рассмотреть дополнительные проблемно-дискуссионные вопросы (слайд 22).

        На заключительном этапе урока преподаватель делает выводы (слайд 23), подводит итог занятию и просит обучающихся заполнить листы с заданием рефлексии (см. приложение 6) (слайд24). Затем обучащиеся в микро-группах оценивают работу друг друга, а преподаватель корректирует их с учетом своих критериев.

Примечание: Не рекомендуется на проблемно-эвристическом уроке выставлять отметки ниже «4», так как обучающиеся работают в микро-группах в силу своих интеллектуальных, коммуникативных, учебных способностей.

        Домашнее задание состоит в следующем: Проработка изученного теоретического материала

Приложение 2

Фронтальный опрос по изученному ранее материалу

Задание: Прослушайте вопрос и дайте ответ (вопросы выводятся на экран и проговариваются преподавателем)

Вопросник

1. Перечислите требования предъявляемые к земляному полотну

2. Назовите за счет чего обеспечивается прочность и устойчивость земляного полотна

3. Перечислите мероприятия по обеспечению устойчивости земляного полотна на косогорах  и слабых основаниях

4. Перечислите требования предъявляемые к степени уплотнения грунтов

5. Назовите предназначение типов поперечного профиля земляного полотна и водоотводных устройств

Приложение 3

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОБЪЕМОВ ЗЕМЛЯНЫХ РАБОТ

        Для составления проекта организации работ, выбора типов дорожных машин и оценки стоимости строительства должны быть определены объемы земляных работ.

        Короткий участок насыпи между двумя смежными переломами продольного профиля при отсутствии поперечного уклона местности может рассматриваться как правильное геометрическое тело – призматоид с трапецеидальными основаниями.

        При подсчете объемов земляных работ различают рабочий и профильный объемы. Рабочим объемом земляных работ называется объем фактически разрабатываемого грунта в целине (котлованы, траншеи, шахты, туннели, карьеры, резервы), а также обратная засыпка траншей и котлованов или перевал грунта, если он необходим по ходу технологического процесса. Рабочий объем всегда считается в плотном теле.

        Профильным объемом земляных работ называется предусмотренный проектом объем полезных выемок и насыпей земляных сооружений (дорожные насыпи и выемки, плотины каналы и прочее). Резервы, кавальеры, обратная засыпка в профильный объем не входят.

Подсчет объемов земляных работ линейных сооружений

        К линейным сооружениям относятся насыпи и выемки под дороги разного типа, траншеи, каналы и прочее. При наличии поперечных уклонов основания насыпи, не превышающих 0,1(см. рис) , подсчет производиться по формуле:

V = [F0 + m·(h1 – h2)2 / 12]∙ L,

где: h1, h2 – рабочие отметки поперечных сечений по оси сооружения в м, m – показатель откоса, L – расстояние между профилями в м, F0 – площадь рабочего сечения в м2 для отметки:  

        При наличии поперечных уклонов более 0,1 пользоваться формулой :

V = [F1 + F2 /2 – (h2 + h1)(D2 – D1) /12] • L ,

где: D1, D2 – расстояние между крайними точками поперечных сечений в м,

F1, F2 – площади поперечных сечений (в смежных профилях) в м2,

L – расстояние между профилями в м

         Так как рабочие отметки в сечениях дороги как правило отличаются по значению, то в классическую формулу для определения объема правильной призмы добавляется поправка, называемая поправкой на разность отметок.

        Далее устанавливают поправки, которые увеличивают или уменьшают объемы земляных работ. Поправки вводят:

- на разность смежных рабочих отметок;

- на устройство кюветов в выемках (в насыпях не учитываем, так как нарезка канав там происходит после возведения земляного полотна);

- разность ширины земляного полотна;

- дополнительные объемы по отсыпке конусов у искусственных сооружений; - устройство дорожной одежды;

- снятие растительного слоя грунта. - искусственное уплотнение грунта в насыпях;

- косогорность (при поперечном уклоне более 100 ‰).

        Поправку на устройство дорожной одежды (корытного типа) вычисляют по зависимости

ΔVд.о. = ±bдо· hдо·L,

где bдо – ширина дорожной одежды, hдо – толщина дорожной одежды, L – длина расчетного участка.

        Поправку вводят с отрицательным знаком при подсчете объемов насыпи, с положительным знаком – выемки. Поправку на снятие растительного грунта (для насыпи):

ΔVр.с.= (b+2m · hcр )· hр.с. ·L,

где (b – ширина земляного полотна,  m – заложение крутизны откоса поперечного профиля земляного полотна, hcр – величина средней рабочей отметки на расчетном участке , hр.с. – толщина растительного слоя,  L – длина расчетного участка.

        Снятый растительный грунт складируют в отвалы в пределах полосы отвода для последующего укрепления откосов земляного полотна и боковых резервов. При подсчете объемов земляных работ мосты длиной не более 4 м и трубы не учитывают, т.е. считают их как бы заполненными грунтом.  

Приложение 4

Закрепление нового материала

Проблемное задание: 1. решите задачу используя все изученные методы: номограммный, табличный, математический и с применением ЭВМ.

Карточка-задание (один из вариантов)

Исходные

 данные:1. категория проектируемой автомобильной дороги - III

     2. ширина земляного полотна В=? м  [6]

             3. рабочая отметка на пк 1+00 hр1=3.00 м

             4. рабочая отметка на пк 2+00 hр2=5.00 м

     5. заложение крутизны откоса поперечного профиля земляного полотна 1:m, где m=1.5

             6. длина проектируемого участка дороги L=? м (см. исходные данные пункт 3 и 4)

             7. толщина дорожной одежды hд.о.=0.80 м

              8. толщина срезки растительного слоя hр.с.=0.20 м

             9. ширина кювета вк=0.00 м

            10. глубина кювета hк=0.00 м

Схема к задаче:

2. Полученные результаты по каждому проверенному методу занесите в "Ведомость попикетного подсчета земляных работ"

 Таблица

ВЕДОМОСТЬ ПОПИКЕТНОГО ПОДСЧЕТА

ОБЪЕМОВ ЗЕМЛЯНЫХ РАБОТ(фрагмент)

3. Проанализируйте полученные результаты по выбранному методу ответив на поставленные вопросы (для выступления). Подготовьте выступление для аудитории

Приложение 5

Закрепление нового материала

Задание: Прослушайте вопрос и дайте ответ (вопросы выводятся на экран и проговариваются преподавателем)

        Вопросы для закрепления нового материала (фронтальный опрос)

        Вопросник

Ответьте на поставленные проблемные вопросы:

1. Почему метод определения объемов земляных работ с применением ЭВМ (автоматизированный) является наиболее распространенным?
2. Какие преимущества имеет метод определения объемов земляных работ с применением ЭВМ (автоматизированыый) над другими методами?
3. Какой программный комплекс используют для проектирования автомобильных дорог проектные организации?

Ожидаемые варианты ответов:

После проведенного исследования (работа в группах), метод с применением ЭВМ (автоматизированный) показался более эффективным и экономичным за счет:

- ускорения процесса проектирования и расчета. Благодаря этому сроки работы над проектом дороги можно значительно сократить;

- исключения случайных ошибок в расчетах. При ручном способе (математический метод) возможны различного рода случайные ошибки (вплоть до арифметических), номограммный метод можно применять только на стадии сравнения, т.к. является не совсем точным, а табличный метод подойдет не для всех типов поперечного профиля земляного полотна, т.к. таблицы были составлены по устаревшим на сегодня нормативным документам.

Программный комплекс «Robur», который разработан научно-производственной фирмой «ТОПОМАТИК» с использованием специальных алгоритмов и программ математической оптимизации позволит значительно снизить время, затраченное на расчеты и увеличить точность расчетов.

Приложение 6

Лист с заданием рефлексии

На заключительном этапе урока предлагаю дать оценку уроку, используя «Спайдер» (обучающиеся должны прикрепить стикер к соответствующей картинке).

Список использованной литературы:

1.  Лавриненко Л.Л. Изыскания и проектирование автомобильных дорог. – М. Транспорт , 1991.

2. Федотов Г.А., Поспелов П.И. Изыскания и проектирование автомобильных дорог. – М.: Высшая шк., 2009.

3. Бабков В.Ф., Андреев О.В. Проектирование автомобильных дорог. Ч.1.2-е изд. Перераб. И доп. М.: Транспорт, 1987.

4. Красильщиков И.М. Проектирование автомобильных дорог. – М..: Транспорт, 1994.

5. Митин Н.А. Таблицы для подсчета объемов земляного полотна . – М, :  Транспорт, 1977.  

6. СНиП 2.05.02-85 Автомобильные дороги. – М.: Госстроя СССР, 1986.