Метод аналогий в преподавании электротехнических дисциплин

Аннотация

В данной статье приводится опыт применения метода аналогий при изучении бакалаврами базовых электрических величин.

Одной из важных задач развития современного общества является проблема повышения качества профессиональной подготовки бакалавров технических специальностей. В связи с этим при обучении студентов специальностей 5В071800 «Электроэнергетика» и 5В071600 «Приборостроение» особое внимание уделяется изучению базовых электротехнических дисциплин, в рамках которых формируются основные понятия об электрической энергии и процессах, происходящих в электрических цепях.

Для развития научного, диалектического по своей сути, мышления необходимо знакомить обучающихся с теоретическими методами познания, среди которых: абстрагирование, идеализация, моделирование, мысленное экспериментирование, метод аналогий, дедукция и т.д. В данной статье приводится опыт использования метода аналогий при проведении лекционных занятий по дисциплине «Теоретические основы электротехники».

Аналогия, согласно классификации методов педагогического исследования, - это метод научного познания, с помощью которого достигается знание об одних предметах или явлениях на основании их сходства с другими [1, с. 7].

Метод аналогий достаточно широко представлен в курсе электротехники. Так, во многих учебниках метод аналогии используется при изложении электромагнитных колебаний. Прежде всего, устанавливается аналогия между величинами: смещением х и зарядом q; скоростью V и силой тока Г. ускорением а и изменением силы тока Z 7; массой т и индуктивностью L и т.д. [2, с. 33, 40].

Визуалов, то есть людей, ориентирующихся на визуальное восприятие, в разы больше, чем аудиалов и кинестетиков, ориентирующихся на звуковое и осязательное восприятие. Следовательно, материал, выдаваемый обучающимся, воспринимается легче, если его можно как-то изобразить на доске или в виде «живой» модели.

Если говорить об электрической энергии, бывает довольно проблематично описать визуальную модель процессов, происходящих в электрических цепях. По этой причине изучение специальных дисциплин на технических специальностях традиционно начинается с определения основных электрических величин. К ним относятся:

  • напряжение (U)',
  • сила тока (7);
  • сопротивление (R).

Приведенные величины связаны между собой законом Ома:

Данное выражение является одним из основополагающих законов в электротехнике. Но, несмотря на простоту формулы, у определенного ряда обучающихся возникают затруднения при выводе указанной зависимости. Было решено провести опыт выдачи данного материала при помощи метода аналогий.

В группе А обучающимся данный материал был выдан традиционно. При этом упоминались выдержки из курса физики и химии, а так же электрические свойства различных материалов. Формула закона Ома сознательно не выводилась на доске. После выдачи необходимого объема информации студентам было предложено вывести закон Ома на основании только что выданного теоретического материала.

В группе В обучающимся предложили абстрагироваться от темы электронов и использовать следующие аналогии:

  • электрическое напряжение - давление воды;
  • электрический ток - скорость потока воды;
  • электрическое сопротивление - проходимость трубопровода.

В этом случае электрическая цепь (рисунок 1, а) представляет собой замкнутый контур с циркулирующей в нём водой (рисунок 1, б). Разность давления, приводящая в движение воду, формируется насосом, являющимся аналогом источника питания.

Из рисунка б) довольно легко понять, что скорость потока воды I прямо пропорционально зависит от давления воды U, нагнетаемого насосом, и обратно пропорционально зависит от проходимости трубопровода R. Причем проходимость трубопровода, так же как и проводимость (величина обратная сопротивлению) цепи, прямо пропорционально зависит от сечения трубы и обратно пропорционально от её длины.

Так же как и для группы А, группе В было предложено вывести закон Ома на основании предложенной физической модели.

Результаты опроса показали состоятельность метода в целом и модели в частности. В группе В 100% студентов безошибочно вывели необходимое выражение, тогда как в группе А это вызвало небольшие затруднения - процент обучающихся, справившихся с поставленной задачей, составил 94.

Таким образом, данный положительный опыт показал целесообразность применения метода аналогии при обучении электротехническим дисциплинам, а умение пользоваться данным методом позволит обучающимся развивать научное мышление и формировать миропонимание.

 

Литература:

  1. 1. Педагогические технологии в системе дистанционного обучения: Учеб, пособие для студ. высш. учеб, заведений / Е.С. Полат. М.В. Моисеева. А.Е. Петров и др.; под ред. Е.С. Полат. -M.: Издательский центр «Академия». 2006.
  2. 2. Цапенко В.Н.. Филимонова О.В. Методика преподавания электротехнических дисциплин. - г. Самара: Самарский государственный технический университет. 2009 г.
Теги: Закон
Год: 2016
Категория: Педагогика