Creation of unified scientific area as the basis for creation of new


Скачать 342.69 Kb.
НазваниеCreation of unified scientific area as the basis for creation of new
страница2/3
Дата публикации11.03.2013
Размер342.69 Kb.
ТипДокументы
referatdb.ru > Математика > Документы
1   2   3
способность находить необходимую информацию и самообучэться. Именно эти качества являются базовыми для

05Apr 11 12:48p Prof. Oleg L. Figovsky 97248248050 p.6

продуктивной трудовой и творческой деятельности инженера в качестве исполнителя. Не отрицая важности таких качеств инженера как умение общаться и убеждать, создавать и поддерживать атмосферу творчества и приятельских отношений в коллективе, демонстрировать знание и понимание современных проблем, следовать правилам профессиональной этики, а также целого ряда других надстроечных качеств, необходимо выделять, серьёзно обеспечивать и стимулировать развитие базовых умений, главным из которых является изобретательский (инновационный) стиль мышления, формируемый на ранее развитых с детства мыслительных способностях.

Способностью мыслить человек обязан матери-природе так же мало, как и богу-отцу. Природе он обязан мозгом - органом мышления. Умение же мыслить является продуктом воспитания и образования, нормальным результатом развития нормального в биологическом отношении мозга. В этом контексте немецкий философ Карл Ясперс сказал: «Большинство людей думать не умеют, потому что чихать и кашлять человек может с рождения, а думать его надо учить». Процесс мышления у культурных в логическом отношении людей, в том числе учёных, творческих работников, инженеров и изобретателей, базируется на таких мыслительных операциях как анализ, синтез, сравнение, обобщение, классификация, конкретизация и абстракция. С их помощью осуществляется проникновение в глубь той или иной стоящей перед человеком проблемы, рассматриваются свойства элементов, составляющих эту проблему в их взаимосвязи и находится решение задачи. Формирование мыслительных способностей должно являться обязательным процессом обучения, начиная с детского сада. Освоение операций мышления должно происходить в процессе повседневного учебно-воспитательного процесса в учебных заведениях разного уровня путём решения учебных и практических задач в области точных наук, логики, психологии, техники и так далее.

Например, для задач и проблемных ситуаций, где требуется мысленное расчленение сложного объекта на составляющие его части, применяется такая операция мышления как анализ. В теории решения изобретательских задач (ТРИЗ) на анализе базируются многие приёмы устранения технических противоречий, к примеру, принцип дробления, принцип вынесения, принцип местного качества и др. При обратном процессе объединения составных частей будущей системы в единое целое используется такая мыслительная операция как синтез. Операции мышления лежат в основе и других изобретательских методов.

Практически весь учебный процесс, связанный с инженерной подготовкой, должен происходить в неразрывной связи с формированием системного мышления, базирующегося на всём многообразии мыслительных операций, форм и способов мышления. В отличие от операций мышления, формы мышления -это формальные структуры мыслей. Психологи различаюттри формы мышления-понятие, суждение и умозаключение. На основе понятий и суждений осуществляются умозаключения, которые бывают индуктивные, дедуктивные и по аналогии. В свою очередь, аналогии бывают прямые, субъективные, символические и фантастические. Благодаря аналогиям, например, утвердившиеся способы постановки и решения задач в различных отраслях человеческого знания могут быть взаимно использованы. В этом отношении весьма показательным является утверждение Альберта Эйнштейна о том, что в поисках постановки новых сугубо физических проблем он исходил из анализа переживаний героев Ф.М.Достоевского. Принципы решения жизненных задач, поставленных и сформулированных Ф.М. Достоевским в художественной литературе, А. Эйнштейн сумел использовать для постановки целей и решения совершенно новых проблем в физике, которые в конечном итоге вылились в теорию относительности.

В перечне изучаемых дисциплин большинства коледжей и университетов отсутствуют предметы, обучающие студентов инженерных специальностей основным умениям инновационного инженера. Это связано с дефицитом учебных часов и сложившейся системой обучения в данных учебных заведениях. Эти причины не позволяют выделить в отдельную дисциплину разделы, назначение которых заключается в практическом применении получаемых знаний, в развитии творческого и системного мышления, творческого воображения, в обучении анализу и синтезу систем, системному инжинирингу, методам постановки и решения изобретательских задач.

Такая потребность уже давно назрела и требует, в дополнение к необходимым учебным часам, подготовку и

05 Apr 11 12:49p Prof. Oleg L. Figovsky

972 4 8248050

p.7

выпуск специальных инженерно-педагогических кадров высокой ква/тифинэции и необходимым опытом практической работы в качестве инновационных инженеров. Задача этих инженеров-педагогов будет состоять в интеграции и интерпретации полуденных студентами знаний для целей решения учебных инженерных задач и выполнения реальных проектов- Кроме этого, необходима модернизация учебных программ и методик преподавания, а также их адаптация к потребностям данного аспекта инженерной подготовки. Суть этой модернизации заключается в более полном использовании дидактического потенциала каждой изучаемой темы и решаемых в качестве примеров задач в различных предметных областях.

В определённой мере эту проблему решает авторский метод, позволяющий значительно повысить коэффициент полезного действия образовательного процесса в направлении расширения междисциплинарного кругозора и развития системного мышления. Основой метода является принцип двумерного обучения. Вертикальная составляющая учебной программы строится на базе логического структурирования учебного материала в пределах изучаемой предметной области, где предыдущие темы являются базовой основой для последующих. Процесс обучения идёт последовательно вертикально вверх, то есть от простого к сложному. В рамках горизонтальной составляющей для каждой из тем определяется её место в существующем междисциплинарном пространстве (системе знания) и приводятся примеры её инженерного использования в своей и других предметных областях. Приведём простые примеры реализации двумерной модели обучения.

Пример 1. Физика. Электротехника. Закон Ома. Базовые понятия, сформированные в предыдущих темах: электродвижущая сила, электрическое сопротивление, электрический ток (электротехника), обратная пропорциональная зависимость (математика). Вертикальная составляющая обучения: разъяснение физической сущности закона и решение задач на нахождение неизвестного значения из триады параметров (напряжения, сопротивления или тока). Горизонтальная составляющая обучения включает:

а) перечень и аннотацию практических задач, базирующихся на теории линейных электрических цепей и
требующих для их решения использования закона Ома (расчёт поперечного сечения проводов электросети и
обмоточных проводов электрических машин, выбор предохранителей, расчёт нагревательных элементов, расчёт
добавочных сопротивлений и шунтов для измерительных цепей и др.);


б) формулирование и разъяснение законов-аналогов (изоморфизмов) с общей семантической и математической
моделью:


  • закон Ома для магнитной цепи;

  • закон Ома для пневматического и гидравлического контуров;

  • закон Ома для цепной или ременной передачи (привода);

  • закон Ома для подвижного железнодорожного состава и др.

в) представление закона Ома для электрической цепи как частного случая реализации общего закона
воздействия движущей силы на физические объекты;


г) формулирование вывода общего закона воздействия движущей силы на физические объекты
(междисциплинарного определения закона Ома):


«Результат воздействия движущей силы на какой-либо физическийобъект (тело или частицу) прямо

пропорционален величине этой силы и обратно пропорционален величине сопротивления оказываемого этому

объекту при его движении»;

д) определение движущих сил: направленной механической, вращающего момента, гидравлического,

пневматического (газового), осмотического и светового давлений, электродвижущей силы (ЭДС),

магнитодвижущей силы (МДС) и других;

е} определение видов сопротивлений: электрическое, магнитное, аэро- и гидродинамическое, трения качения и

скольжения и других;

ж) определение противодействующих сил и их отличие от сопротивлений.

Пример 2. Начала алгебры. Задача 1. Из города А в город Б навстречу друг другу одновременно выехали два автомобиля. Один из автомобилей может пройти расстояние между этими городами за«Э» часов, а второй 33 «Ь»

05Apr1112:50p Prof. Oleg L Figovsky 97248248050 p.8

часов. Через которое время они встретятся?

Базовые понятия: меры длины и расстояния, время, скорость.

Решение: t = а * b /(а +■ Ь).

Задача 2. Два маляра, начав работу одновременно, должны покрасить помещение. Один из них может

выполнить всю работу за «а» часов, а второй за «Ь» часов. Через какое время они завершат работу?

Базовые понятия: меры площади, время, производительность труда.

Решение: t = а * Ь/(а + Ь).

Задача 3. Два электрических сопротивления (резистора) включены параллельно. Один из них имеет

сопртивление «а» Ом, а второй - «Ь» Ом.

Каково их общее сопротивление?

Базовые понятия: сопротивление, проводимость.

Решение: г = а * b / (а + Ь).

Прежде всего, учащиеся или студенты должны решить эти задачи самостоятельно. Затем они должны объяснить, почему задачи, имеющие отношение к механике, экономике и электротехнике имеют одно и то же решение (единую математическую модель). Далее можно обобщить, при активном участии обучаемых, что подобные задачи с этой же математической моделью можно сформулировть для многих других предметных областей, и Все ОНИ могут быть объединены одним определением: «Если два (или более) производительных фактора, включившись в процесс одновременно, работают на достижение совместного конечного результата, то время достижения этого результата равно обратной величине суммы их производительностей».

Важным моментом в реализации дидактического потенциала данных задач является разъяснение двух противоположных понятий: производительности и сопротивления. Производительность легкового автомобиля -это его скорость, то есть пройденный километраж за единицу времени. Производительность труда -это объём проделанной работы за единицу времени. Производительность резистора -это его проводимость (величина обратная сопротивлению), как параметр, определяющий величину проходящего через него тока. Далее, необходимо перечислить и разъяснить сущность семантически родственных, при реализации математических моделей, параметров: производительности труда, производительности технологического оборудования, электрического тока, магнитного, теплового, воздушного, гидравлического, транспортного, информационного и др. потоков. Сопротивление движению автомобиля -это совокупность факторов (трение, аэродинамическое сопротивление), которые необходимо преодолевать и которые не дают возможности автомобилю двигаться со скоростью света. По условию задачи 1 величины «а» и «Ь» -сопротивления движению, ибо если бы они равнялись нулю, то автомобили покрыли бы расстояние между городами мгновенно. Сопротивлением (мешающими факторами) процессу производства (задача 2, величины «а» и «Ь») являются его ограниченные технологические возможности, неорганизованность производства и исполнителей, неблагоприятные условия труда, усталость, отвращение к работе и другие. При отсутствии факторов сопротивления процессу производства конечный результат работы получают тотчас же. Сопротивление резистора (задача 3, величины «а» и «Ь») -это свойство материала, из которого он изготовлен, препятствовать прохождению электронов. При отсутствии электрического сопротивления в электрической цепи, содержащей источник электродвижущей силы, ток равен бесконечности. Таким образом, если говориться о достижении некого результата за определённое время, то речь идёт о величине, имеющей размерность сопротивления. При этом следует сказать, что величина электрического сопротивления, в свою очередь, связана с временным фактором. Она численно равна времени, за которое электрический заряд величиной в 1 Кулон пройдёт через резистор с определённым сопротивлением при приложенной постоянной величине электродвижущей силы в 1 Вольт.

Двумерная дидактика, как и приведенные примеры её реализации, активизирует мышление, выводит обучаемого за рамки изучаемого предмета и позволяют осуществлять ассоциативную связь с существующей системой знания в различных её вариациях и ракурсах. У студента с развитым мышлением, приученного к интердисциплинарному восприятию изучаемых предметов, вызовет интерес, а не отрицательные эмоции, предложение вывести общий случай закона Ома для велосипедной цепи или сформулировать первый закон

05 Apr 11 12:50p Prof. Oleg L. Figovsky

972 4 8248050 P-9

Ньютона s психологической интерпретации. Именно такие «незаторможенные» студенты становятся инновационными инженерами, еостребо ванным и всюду, где необходимо решать «нерешземые» задачи. Одной из таких организаций является DARPA -Агентство передовых оборонных исследовательских проектов (США). Этой структуре, к примеру, требуются исполнители с развитым творческим воображением и нетривиальным

стилем инженерного мышления для того, чтобы:

1   2   3

Похожие рефераты:

Dearest creature in creation

Maksim S. Vorobyov
«Marketing in a modern market economy», Collection of scientific papers 61st Scientific Conference of students and undergraduates...
1. promote We want to promote the area and make it attractive to tourists

Глоссарий Версия Лист изменений Дата Версия Описание
Русский перевод терминов, используемый в книге Введение в Rational Unified Process 5
2. delivery and acceptance procedure
«Eastcomtrans» llp, hereinafter referred to as the “operator” represented by mr. Vadim А. Malakhov, General Director, acting on the...
Re: 3 Конференция Рига
«Development of scientific thought in the 21st century problems and perspectives» 21 февраля 2014 года
Глоссарий Rational Unified Process (рус). Версия 0
Сопровождающий класс для Javabean, определяющий набор методов, которые могут применяться для получения информации о свойствах, событиях...
2003 Член Комитета по отбору кандидатур отдела образования сша, член...
Приглашенный профессор; департамент географии, Государственный университет Оклахомы (сша)
Network Appliance Solutions Unified Storage Solutions
Это позволит вам сконцентрироваться на требованиях приложений, а не на технологии, и в то же время гарантирует, что ваша система...
Hereinafter referred to as
«company name» hereinafter referred to as Customer represented by (position) acting on the basis of

Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2013
контакты
referatdb.ru
referatdb.ru
Рефераты ДатаБаза