Проблемы организации учебно-исследовательской деятельности студентов-бакалавров по дисциплинам «Техническая механика» и «Сопротивление материалов»

В статье анализируются проблемы организации учебно-исследовательской деятельности студентов-бакалавров на младших курсах Тюменского государственного строительного университета по дисциплинам «Техническая механика» и «Сопротивление материалов» и предлагаются возможные пути активизации самостоятельной научно-исследовательской работы студентов.

Ключевые слова:учебно-исследовательская деятельность студентов, учебное портфолио по дисциплине, элементы проблемного обучения, студенческий научный кружок.

Компетентностный подход к обучению стал основным в информационном обществе. Он предполагает формирование у обучаемого ключевых компетенций, то есть способностей решать возникающие жизненные проблемы, используя имеющиеся знания, умения, навыки, [1]. Целью компетентностного образования является формирование личности, способной грамотно решать разнообразные профессиональные задачи, то есть надо уметь учиться и уметь учить самого себя. Поэтому основной задачей при современных требованиях к образовательному процессу стала необходимость построить учебный процесс для студентов — бакалавров по дисциплинам «Техническая механика» и «Сопротивление материалов» так, чтобы современная информационно-образовательная среда помогала студенту организовывать свою самостоятельную поисковую и исследовательскую работу, стимулировала к непрерывному развитию личности в ходе образовательного процесса.

На кафедре строительной механики Тюменского государственного архитектурно-строительного университета в течение двух последних лет применяется средство мониторинга достижений учащегося — учебное портфолио по дисциплинам «Техническая механика» и «Сопротивление материалов».

Обязательную часть портфолио составляют расчетно-проектировочные работы, контрольные работы, лабораторные работы и самостоятельное создание каждым студентом тестов по темам, изучаемым в семестре.

Дополнительная часть предоставляет студенту свободный выбор — составление конспекта научной статьи или параграфа монографии, решение более сложных, чем типовые задачи по изучаемой теме, разработка опорного конспекта темы из учебника, составление кроссворда по изучаемой теме, составление программы для расчета типовых задач и т. п. Свободный выбор должен был позволить студенту проявить себя с наилучшей стороны. Каждый учащийся мог показать свои знания по предмету.

Но анализ портфолио показывает, что студенты умеют хорошо решать только задачи по образцу, который был предложен преподавателем или изложен в методическом пособии. Самостоятельная работа студентов по разработке нового элемента портфолио сводится к составлению опорного конспекта параграфа из учебника или кроссворда по определениям опять же из учебника, то есть студенты выбирают для себя самостоятельные задания с минимумом собственного труда по поиску информации, ограничиваясь одним источником, рекомендованным для обязательного изучения.

Мы думаем, что это происходит из-за неумения самостоятельно организовать свою учебно-исследовательскую работу. В соответствии с учебным планом специальности «Автомобильные дороги» дисциплины «Техническая механика» и «Сопротивление материалов» изучаются на втором курсе и студенты еще не имеют отработанных навыков самостоятельной работы для учебно-исследовательской деятельности.

Известный исследователь проблем высшего образования А. А. Вербицкий в числе основных современных тенденций развития учебного процесса указывает на переход от информативных к активным методам обучения с включением в деятельность студентов элементов проблемности, научного поиска, разнообразие форм самостоятельной работы –переход от школы воспроизведения к школе понимания, школе мышления; переход к активизирующим, развивающим, интенсифицирующим способам организации вузовского учебного процесса; переход к такой организации взаимодействия преподавателя и студента, при которой акцент переносится с обучающей деятельности преподавателя на познающую деятельность студента, [6, c.170].

Один из способов активизации самостоятельной поисковой деятельности студентов — применение элементов проблемного обучения. То есть необходимо изменить условие некоторых задач в расчетных работах с типовых задач на проблемные задачи. Надо организовать учебный процесс так, чтобы в сознании студента появилось противоречие между тем, что он знает и тем, что необходимо знать, чтобы решить поставленную преподавателем задачу.

Например, можно в качестве ситуационной проблемной задачи по теме «Осевое растяжение-сжатие» предложить студентам выступить в роли инженера-проектировщика: абсолютно жесткая балка, один конец которой закреплен шарнирно, может быть покреплена одним стальным стержнем или стальным и алюминиевым стержнями. Для обоих вариантов каждому студенту выдаётся своя схема и свои числовые данные. Требуется определить грузоподъемность балки для каждого варианта проектирования и сделать вывод о выборе варианта подкрепления стержней. Решение задачи сводится к решению двух типовых задач: определение грузоподъемности в статически определимой стержневой системе и статически неопределимой стержневой системе. А также требует от студента самостоятельного анализа полученных решений.

Эта задача была предложена 84 студентам второго курса специальности «Автомобильные дороги» и только 15 % студентов решили эту задачу полностью и представили свой вывод об изменении грузоподъемности. У 68 % студентов затруднения вызвала именно третья часть задачи, где требовалось сравнить результаты. Большинство студентов нуждается в том, чтобы преподаватель сформулировал проблемную задачу и показал способы её решения. Это может быть и коллективное обсуждение решения задачи в группе, но поисковая деятельность в начале обучения должна контролироваться педагогом. Именно преподаватель должен организовать побуждающий диалог для осознания противоречия и формулирования проблемы. А студент должен освоить алгоритм решения проблемных ситуаций, а затем самостоятельно решать новые учебно-исследовательские задачи.

Проблемное обучение призвано обеспечить качественное усвоение знаний, мощное развитее интеллекта и творческих способностей. Задачи проблемного обучения необходимо включать в каждую типовую расчетно-проектировочную работу. Частично-поисковый метод позволит студентам получить опыт творческого решения практических задач, развивать своё мышление, научиться искусству решения различных научных и практических проблем. И на младших курсах процесс поисковой деятельности обязательно должен направляться и контролироваться педагогом.

Учебно-исследовательская работа по дисциплинам «Техническая механика» и «Сопротивление материалов» получает активное продолжение на лабораторных работах. Согласно учебному плану специальности «Автомобильные дороги» по дисциплине «Техническая механика на лабораторные работы отведено 4 часа и по дисциплине «Сопротивление материалов» — 17 часов. Лабораторные занятия проводятся в малых группах 3–4 человека.

В лаборатории сопротивления материалов Тюменского государственного архитектурно-строительного университета имеются современная разрывная машина INSTRON 3382 и два учебных комплекса (приобретены вузом в 1998г., 2002г.). Используя лабораторное оборудование можно провести около двадцати пяти экспериментов — исследование различных материалов на разрыв и сжатие с построением диаграмм на компьютере, испытание на трехточечный изгиб балок различного сечения и из разных материалов, а также эксперименты, подтверждающие теоретические формулы основ механики деформируемого твердого тела. Работая на лабораторных установках, студенты самостоятельно получают подтверждение своим теоретическим знаниям, учатся работать с измерителями деформаций, силоизмерителем, индикаторами перемещений часового типа, штангенциркулем, микрометром, тензометрами, тензометрическими датчиками. Ребята учатся анализировать экспериментальные данные, применять на практике теоретические знания, сравнивать результаты эксперимента и теории, делать выводы, строить графики и работать со справочной литературой.

Часть лабораторных работ выходит за рамки курса по сопротивлению материалов и в дальнейшем будет использована на занятиях в научно-техническом кружке. Выполнение таких работ рассчитано на студентов, которые хотят повысить свой уровень знаний за пределами основной программы. Кроме того студенты учатся сами формулировать научную проблему, определять методы исследования, составлять программу работы, обрабатывать и анализировать полученные результаты

На младших курсах работа студентов в научном кружке не может быть научно-исследовательской работы, потому что всякому научному исследованию должна предшествовать длительная подготовка по сбору и анализу информации. Работа в студенческом научном кружке по сопротивлению материалов будет преследовать учебные цели, и охватывать как можно большее число студентов.

Работы реферативного характера по вопросам, выходящим за рамки программы, могут стать для студентов началом их будущей научной деятельности. Так как только самостоятельная учебно-исследовательская работа поможет учащемуся научиться анализировать, синтезировать и трансформировать информацию. Студенты научатся проектировать свою деятельность. Ведущее место будут занимать темы, которые связаны с будущей работой по специальности «Автомобильные дороги». Например, темы, связанные с изучением механических свойств новых материалов, применяемых в дорожном строительстве, теория и методы расчета балок на упругом основании, расчет кривых брусьев, а также современные вычислительные пакеты, которые применяют при проектировании дорог и путепроводов. Также может быть представлен ряд докладов о причинах аварий, дефектов и крушений различных инженерных сооружений.

Роль преподавателя при организации работы научного кружка будет состоять в определении списка тем и целей рефератов, в определении сроков подготовки реферата, составление с каждым студентом плана реферата, оказание помощи в подборе источников, формулировке основных выводов, оформлении работы.

Реферативные работы должны представлять письменную модель научной работы, статьи. Студент должен собрать и изучить работу по теме, составить план реферата, выделить основные понятия, уяснить логику материала источника, выбрать основной материал, сформулировать выводы и оформить реферат по установленной форме.

Критериями оценки реферативных работ будут актуальность темы, соответствие содержания теме, глубина проработки материала, грамотность и полнота использования источников, соответствие оформления реферата требованиям.

Такой подход к активизации самостоятельной учебно-исследовательской деятельности студентов должен помочь учащимся заинтересованно и глубоко вникать в учебный материал, осмысливать и осознавать, что можно и нужно применять изученные методики решения простых исследовательских задач в своей дальнейшей учебе, профессиональной деятельности и научной работе.

В современном обществе образование призвано быть личностно-ориентированным, то есть в центре образования — учащийся, для которого знания приобретают личностную значимость. Преподаватель должен организовать учебно-исследовательскую деятельность студентов, так чтобы у ребят возникла потребность в новом знании, желание и готовность открыть это знание. Надо стремиться к такой постановке процесса обучения, чтобы студент получал удовольствие от своей самореализации и был заинтересован в своем продвижении в науку. Освоение и применение новых образовательных технологий повысит качество образовательного процесса и сделает обучение и общение преподавателей и студентов комфортным, повысит уровень обучающихся в работе с информацией, техникой и людьми.

Литература:

1.      Иванова Е. О. Теория обучения в информационном обществе. — М.: Просвещение, 2011. — 190с.

2.      Пидкасистый П. И. Организация учебно-познавательной деятельности студентов. — М.: Педагогическое общество России, 2005. — 144с.

3.      Виленский В. Я., Образцов П. И., Уман А. И. Технологии профессионально-ориентированного обучения в высшей школе. — М.: Педагогическое общество России, 2005. — 192с.

4.      Сальникова Т. П. Исследовательская деятельность студентов. — М.: ТЦ Сфера, 2005. — 96с.

5.      Бордовская Н. В. Современные образовательные технологии. — М.:КНОРУС, 2011.-432с.

6.      Коржуев А. В., Попков В. А. Традиции и инновации в высшем профессиональном образовании. — М.: Изд-во МГУ, 2003. — 300с.