«Изучение возможности формирования общих и профессиональных компетенций студентов посредством решения физических задач»

Громова Тамара Михайловна, преподаватель физики,

г.Хабаровск,  КГБ ПОУ ХДСТ

      Среди студентов есть мнение, что стоит изучать только специальные предметы, в которых формируются профессиональные навыки и умения: «Нас научат управлять транспортом, осуществлять техническое обслуживание, ремонт, диагностику и т.п. Ведь на любой вопрос можно найти ответ в Интернете. И совсем неважно знать физику, достаточно только знать ответ на конкретный интересующий тебя вопрос. Зачем нам физика?»  Зачем бульдозеристу физика?

      Проблема кроется в поверхностном изучении предмета, в непонимании роли физики в будущей профессии и её практической значимости. Такое мышление приводит к формализму в знаниях и не даёт глубоко погрузиться в суть вопроса. А между тем, физика-основа техники. Законы физики позволяют объяснять физические явления, процессы, принципы действия технических устройств и технологических процессов.  

     Согласно Федеральному закону Российской Федерации № 273-ФЗ «Об образовании в Российской Федерации» от 29 декабря 2012 года Федеральные образовательные стандарты определяют требования к двум видам компетенций: профессиональным (ПК) и общим (ОК).      

     Как  знания физики могут способствовать формированию общих и профессиональных компетенций студентов? Вот в чём состоит проблема данного исследования.

     В ходе своего исследования я изучаю роль физических знаний в формировании общих (ОК) и профессиональных компетенций (ПК) по профессии 23.01.06. Машинист дорожных и строительных машин (МДСМ)

      При изучении физики важно не только знать теоретический материал, но и  применять полученные знания на практике, а именно:

• уметь объяснять физические явления или процессы;
•  уметь проводить опыты;
•  решать вычислительные задачи,
•  понимать устройство и принцип действия различных механизмов и приборов.

Умение использовать полученные знания на практике служит критерием успешного усвоения физики. Решение задач профессиональной направленности - эффективное средство усвоения физики, инструмент, позволяющий контролировать  степень понимания физических законов.

      Цель моего исследования: изучить возможность формирования профессиональных навыков студентов и повышения роли физики посредством  решения качественных задач и задач профессиональной направленности с последующим оформлением сборника задач. Я поставила перед собой следующие задачи: 

1. Выявить и проанализировать мнение студентов о значении физики в их будущей профессии
2. Составить сборник задач по физике с профессиональной направленностью
3. Подобрать диагностический инструментарий, позволяющий определить уровень умений студентов решать задачи с профессиональной направленностью.
4. Оценить умение студентов в решении задач с профессиональной направленностью (обобщать, структурировать, выделять главное и существенное, представлять.
5. Внедрить сборник задач при преподавании физики.
6. Оценить эффективность применения сборника в сравнении с первоначальной оценкой умения студентов решать задачи по физике

   Гипотеза: предполагаю, что знания и навыки, полученные при решении  качественных задач по физике из составленного сборника, помогут студентам в будущей специальности, и будут способствовать формированию их профессиональных и общих компетенций.

         Фото1. Практикум по решению физических задач.

     Эффективным средством усвоения физики является решение задач производственного характера, качественных задач и задач профессиональной направленности. Качественная задача по физике - это задача, в которой внимание акцентируется на качественной стороне физических явлений, свойств тел, вещества, процессов.  «Качественные задачи приближают изучаемую теорию к окружающей жизни, развивают интерес к предмету, способствуют построению логических умозаключений, основанных на физических законах. При решении задач по физике анализ и синтез неразрывно связаны между собой. Следовательно, можно говорить лишь о едином аналитико-синтетическом методе решения физических (и в частности, качественных) задач». Тульчинский  М.Е. Приведу примеры некоторых задач из составленного сборника:

 №7.Зависит ли давление колесного трактора на дорогу от давления внутри баллона  колеса? Ответ: зависит. Пpи увеличении давления внутри баллона уменьшается площадь опоры колеса на дорогу, поэтому давление трактора на дорогу возрастает (2)

№36.Трактор  имеет  три  скорости:  3,08,  4,18 и 5,95 км/ч. На какой скорости он будет развивать при той же мощности большую силу тяги на крюке? Ответ: На наименьшей, так как N=F*v.  (2)

№44. Когда автомобиль больше расходует горючего: при езде без остановки или с остановками? Ответ: При остановке кинетическая энергия автомобиля превращается во внутреннюю энергию тормозных колодок  и др. Что6ы каждый раз после остановки приобрести необходимую скорость (а значит, и кинетическую энергию), в двигателе должно быть израсходовано дополнительно некоторое количество горючего. (3)

Количественные (вычислительные) задачи дают возможность получать числовой результат и сопоставлять его с реальной ситуацией, физическим процессом, явлением. Такие задачи должны стать неотъемлемой частью обязательного использования в практике обучения физике в средних специальных учебных заведениях.

№75. В мастерской Ивана Петровича электрическая линия для розеток оснащена автоматическим выключателем, который размыкает линию, если сила тока в ней превышает 16 А. Напряжение электрической сети 220 В. (1)

В таблице представлены электрические приборы, используемые в мастерской, и потребляемая ими мощность.

Электрические приборы        Потребляемая мощность, Вт

Электрический рубанок        800

Электрическая ударная дрель        1400

Электрический лобзик        600

Шлифовальная машина        1900

Циркулярная пила        1600

Торцовочная пила        2200

 В мастерской работает торцовочная пила. Какой(-ие) из указанных выше приборов можно включить в сеть дополнительно к торцовочной пиле? Запишите решение и ответ (порядковый номер(-а) прибора(-ов)).

Ответ: Максимальная мощность, на которую рассчитана проводка равна:

Ρ = ΙU = 16 ·220 = 3520 Вт. Суммарная мощность всех включенных в сеть электроприборов не должна превышать 3,5 кВт. Мощность, которую потребляет торцовочная пила составляет 2200 Вт. Дополнительно к ней можно включить либо рубанок, либо лобзик. Ответ: 1 или 3.

Сформированные навыки по решению задач в дальнейшем помогут обучающимся и студентам глубже разбираться в физических закономерностях и применять их в практической жизни.

     В ходе исследования было проведено анкетирование студентов по теме «Физика в моей будущей специальности».  В анкетировании приняли участие 54 студента 1и 2курса  Хабаровского дорожно-строительного техникума по специальностям: ОПУТ, ТЭМО, ТОРД и профессиям: МРОА, МДСМ. Анкета состояла из 4 взаимосвязанных  вопросов:

1. Нужно ли изучать физику?
2. Если «Да», то зачем?
3. Пригодятся ли знания физики в вашей будущей профессии?
4. Если «Да», то приведите примеры.

Результаты анкетирования приведены в таблице и на диаграмме:

Таблица 1.Результаты анкетирования «Физика в моей будущей профессии»

На первый вопрос анкеты 83% студентов ответили «Да», 13%-«Нет», 3%-«Не знаю». На второй вопрос из 45 человек, ответивших положительно на первый вопрос, 20студентов  ответили зачем нужна физика. На третий вопрос положительно ответили 70% студентов, отрицательно 11%, «Не знаю»-18%. На четвертый вопрос уже из 38 студентов 7 привели примеры, где пригодится физика.

Так выглядят результаты анкетирования «Физика в моей будущей профессии» по вопросам 2 и 4 на диаграмме:

Рисунок 1.Результаты анкетирования по вопросам №2 и №4.

Подведя итоги анкетирования, хотела бы обратить внимание, что большая часть студентов считает, что нужно изучать физику, но только малая часть из них может привести примеры, зачем и для чего. Исходя из данных результатов, мною был сделан вывод о необходимости формирования практического применения физических знаний. С этой целью был составлен сборник задач по физике профессиональной направленности.

    Сборник задач по физике профессиональной направленности содержит качественные и количественные (вычислительные) задачи по различным разделам курса физики: текстовые, графические, экспериментальные и др.  

Цель данного пособия заключается в приобщении обучающихся к самостоятельной работе, в процессе которой они научатся анализировать физические явления, выделять главные факторы процесса, подбирать метод решения задачи, применять полученные знания. Сборник адресован студентам, обучающимся в образовательных учреждениях начального и среднего профессионального образования.

      Моё исследование продолжается. Мне ещё предстоит решить следующие задачи: подобрать диагностический инструментарий, позволяющий определить уровень умений студентов решать задачи с профессиональной направленностью; оценить их умения; внедрить сборник задач при преподавании физики; оценить эффективность применения сборника в сравнении с первоначальной оценкой.

      Проект будет успешным, если в результате исследования у 30% студентов будут сформированы умения использовать физические знания в практической деятельности на базовом уровне; у 10% студентов на повышенном.

     В ходе работы осуществлена подборка профессионально-ориентированных задач для повышения профессиональной идентичности будущей специальности. Решение задач профессиональной направленности способствует развитию физического и логического мышления и тем самым формирует профессиональные и общие компетенции студентов.

     Составленный сборник  задач по физике с профессиональной направленностью  будет полезен студентам и преподавателям при изучении различных тем курса физики в ходе семинаров и практикумов.

Список использованной литературы и интернет-ресурсов:

1.Примерный учебно-методический комплекс по общеобразовательной дисциплине «Физика»  Москва,  Институт развития профессионального образования, 2022г. https://infourok.ru/uchebno-metodicheskij-kompleks-po-discipline-fizika-7118343.html

2. Повторение и контроль знаний по физике на уроках и внеклассных мероприятиях.7-9 классы. Н.А.Янушевская. Москва  «Планета» 2011г

3.Качественные задачи по физике в 7-8 классах. Тульчинский М.Е. Москва «Просвещение»1976г.

4. Задачи по физике профессиональной направленности. https://nsportal.ru/npo-spo/estestvennye-nauki/library/2016/04/21/zadachi-po-fizike-professionalnoy-napravlennosti