Разработка креативного лекционно-практического занятия на основе технологий НФТМ-ТРИЗ по дисциплине «Прикладная теория механических колебаний»

РАЗРАБОТКА КРЕАТИВНОГО ЛЕКЦИОННО-ПРАКТИЧЕСКОГО ЗАНЯТИЯ НА ОСНОВЕ ТЕХНОЛОГИЙ НФТМ-ТРИЗ ПО ДИСЦИПЛИНЕ «ПРИКЛАДНАЯ ТЕОРИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ»

Надеждин Владимир Сергеевич

канд. техн. наук, доцент кафедры «Сопротивление материалов», Университет машиностроения,

г.Москва

Авдеева Анастасия Дмитриевна

студент магистратуры, Университет машиностроения, г.Москва

АННОТАЦИЯ

В данной аттестационной работе рассматривается тренинг креативного мышления с применением современной системы НФТМ-ТРИЗ при изучении дисциплины «Прикладная теория механических колебаний». Автором описываются методы научного творчества, рассматривается теория решения изобретательских задач с применением метода «Мозгового штурма», рассматривается блочное описание одного из лекционно-практи-ческих занятий.

ABSTRACT

This certification is the training of creative thinking with application of modern systems NFTM-TRIZ in the study of discipline "Applied theory of mechanical vibrations". The author describes the methods of scientific work, considers the theory of inventive problem solving using the method of "Brainstorming", is considered the block description of one lecture and practical classes.

Ключевые слова: ТРИЗ, НФТМ-ТРИЗ, творческое мышление.

Keywords: TRIZ NFTM-TRIZ, creative thinking.

Развитие современного общества и научно-технический прогресс изменяются в настоящее время по геометрической прогрессии. В этих условиях специалист, а особенно инженер, должен обладать не только багажом фундаментальных знаний, но и уметь творчески и нестандартно подходить к решению поставленных задач. Только выбор нестандартных решений может позволить в короткие сроки создать новую конкурентно способную продукцию, обладающую требуемыми свойствами.

В связи с этим педагог должен обладать знаниями, позволяющими в процессе обучения научить учащихся нестандартным методам решения поставленных задач, научить преодолевать инерцию мышления и пренебрегать существующими стереотипами. Для решения поставленных целей под руководством доктора педагогических наук Зиновкиной Милославой Михайловной разработана современная концепция многоуровневой системы непрерывного креативного образования - непрерывного формирования творческого мышления и развития творческих способностей (НФТМ-ТРИЗ) с активным использованием теории решения изобретательских задач (ТРИЗ).

Согласно концепции НФТМ-ТРИЗ в техническом университете при развитии креативного мышления можно выделить следующие задачи: развитие управляемого творческого воображения и фантазии, развитие системности мышления, овладение методами и средствами преодоления психологической инерции мышления, овладение методологиями творчества, прежде всего, методологией ТРИЗ. Для решения перечисленных задач необходимо переработать рабочие планы преподаваемых дисциплин, разработать новые учебные пособия и т.п.

Автор представленной творческой аттестационной работы поставил перед собой задачу создать креативное лекционно-практическое занятие по дисциплине «прикладная теория механических колебаний» с

использованием современной инновационной технологии непрерывного креативного образования НФТМ-ТРИЗ с целью демонстрации готовности и умения решать новые педагогические задачи в соответствии с Государственной программой обновления содержания на 2013-2020 г.г. развития российского образования -отраженного в Федеральном образовательном стандарте ФГОС в основной программе высшего профессионального педагогического образования.

В работе приведен пример использования метода «мозгового штурма», а также технологии НФТМ-ТРИЗ, что в полной мере позволяет реализовывать цели креативного образования [2].

Рассмотрим примерную структуру лекционно-практического занятия.

Блок 1 (мотивация).

Каждый молодой человек с самого детства мечтает о личном транспортном средстве. Сначала это велосипед, в юности многим удается свою любовь проявить к мотоциклу.... Но истинным желанием практически каждого совершеннолетнего мужчины является желание приобрести собственный автомобиль. Наличие автомобиля открывает бескрайние горизонты -личная независимость в передвижении, возможность заработка, статус у сверстников и, конечно же, внимание у девушек. Однако у всего есть ограничение, и в отношении личного автомобиля, это цена. Тем более, что студенческая жизнь - это не самое, в финансовом выражении, легкое время. Но студенты не отчаиваются и на заработанные или сэкономленные деньги всегда можно найти приемлемый вариант, который можно своими руками доработать. Таким вариантом можно считать автомобиль «Ока». Небольшие габаритные размеры, маленький расход топлива, дешевые запасные части., приложение собственных усилий и небольших капиталовложений помогут «поставить железного коня на ноги». Но есть один недостаток - это маломощный мотор, который ограничивает скорость передвижения и децибелы ревущего мотора. Казалось

бы, если поставить более мощный мотор, то все проблемы были бы решены и внимание окружающих полностью принадлежало бы Вам. Но установке нового мотора мешает существующая конструкция подвески. Вот бы ее изменить!!! Но как??? Ведь всем известно, что на все современные легковые автомобили устанавливается один и тот же тип независимой подвески МакФерсон с «плавающей свечой». Изменение конструкции подобно самоубийству (ведь инерция мышления настойчиво пульсирует в голове мыслью, что все конструкторы далеко не дураки и они устанавливают именно этот тип подвески неспроста).

Но решение должно существовать, и внимание окружающих (а, в том числе, и представительниц прекрасного пола) достанется только самому изобретательному.

Задача поставлена, и каждый студент может искать оптимальное решение по-своему. Далее запускаем механизм мышления и осмысления. Системное мышление строго учитывает все положения системного подхода - всесторонность, взаимоувязанность, многоаспектичность и т.д.

Задача преподавателя на начальной стадии генерации решения в преодолении психологических барьеров и инерции мышления у студентов. На первой стадии, отвечаю на поставленные вопросы, и принимаю к рассмотрению все предложенные решения, даже фантастические. При этом записываю их в порядке поступления и на равных правах. Отслеживаю, чтобы при вынесении на рассмотрение предлагаемые решения ни в коем случае не критиковались и не обсуждались. Все решения принимаются к рассмотрению. Наводящими вопросами стараюсь расширить горизонты мышления студентов, обращая их внимание на историю развития автомобилестроения, на другие виды транспорта и на аналогичные системы других отраслей машиностроения.

Блок 2 (содержательная часть).

Колебания - как физическое явление относятся к динамическим нагрузкам и возникают в любых физических объектах, системах, конструкциях и механизмах. По своей природе различают свободные и вынужденные колебания. Свободные колебания - это вид колебаний, который происходит в системе после выведения из положения равновесия и предоставленной самой себе. Вынужденные колебания - это колебания, которые происходят под действием во времени внешнего возмущения, которое может быть как силовым, так и кинематическим. Колебания могут быть как вредными (что непосредственно будет приводить к разрушению), так и полезными, например, при транспортировке продукции по вибрирующему конвейеру или при забивке свай в грунт.

При решении задач, связанных с колебаниями, необходимо определить некоторые характеристики, в частности частоту собственных (свободных) колебаний. Данная характеристика важна тем, что при совпадении ее величины с частотой внешнего воздействия в системе может возникнуть явление резонанса, т.е. резкого увеличения амплитуды. Кроме того, определяется закон движения системы в зависимости от времени.

При движении по дорожному покрытию автомобиль (как и любое транспортное средство) может совершать как единое целое шесть видов колебаний, каждое по независимой координате в пространстве (3 линейных вдоль оси и 3 угловых вокруг осей). Конструкция подвеска, а также ее параметры, будут напрямую оказывать доминирующее влияние на вертикальные колебания и продольные покачивания автомобиля, что сказывается на комфортабельности. Поэтому правильный выбор конструкции подвески, а также ее параметров будет влиять на колебания автомобиля, и, как следствие, на его комфортабельность при движении [3].

Студенты, несомненно, согласятся, что на трясущемся автомобиле или на телеге не очень приятно проводить время, хоть с друзьями, хоть с любимым человеком.

Блок 3 (психологическая разгрузка).

В качестве психологической нагрузки можно привести примеры неправильного конструирования конструкций и выпора неправильных параметров с точки зрения колебаний (положительные эффекты - на некоторых частотах при совпадении с биологической частотой могут возникать чувства эйфории или расслабления; негативные эффекты - при совпадении с биологической частотой могут возникать тахикардия или морская болезнь). В качестве дополнительной разгрузки можно устроить небольшой конкурс. Каждый желающий в течение 30 секунд держит в руке высокочастотный возбудитель колебаний, после чего необходимо пронести через аудиторию полный стакан с водой. Победителем можно считать студента, меньше всех пролившего воды.

Блок 4 (универсальный развивающий объект).

Как вареное яйцо поместить в бутылку с горлышком меньше диаметра яйца. При этом яйцо должно остаться целым.

Блок 5 (интеллектуальная разминка).

Интеллектуальную разминку можно провести на развитие памяти. Например, на количество предметов, которые запомнил человек. На 10-15 секунд показывается картинка, после чего переворачивается. Студент должен записать предметы, которые он запомнил. Правильный предмет +1 балл, неправильно записанный -2 балла.

Либо тест на внимательность. Сначала показываем картинку, после чего показываем почти такую же, но без убранного предмета или элемента.

Блок 6 (содержательная часть).

При расчете подвесок обычно применяют упрощенные эквивалентные динамические модели, в частности плоские. Основанием для этого является различие частот собственных колебаний частей автомобиля: кузова 1...3Гц, неподрессоренных масс (колес) 7.. .15 Гц. Частоты колебаний остальных масс автомобиля еще более высокие. Это позволяет рассматривать автомобиль как динамическую систему, состоящую из ряда сосредоточенных масс, соединенных безынерционными упругими (пружина, рессора, торсион, пневмо-элемент) и демпфирующими (амортизатор, буфер хода сжатия и хода отбоя) элементами.

Правильный выбор параметров упругих и демпфирующих элементов оказывает влияние на плавность хода и комфортабельность.

Для большинства современных автомобилей конструкции проектируются таким образом, что величины неподрессоренных масс находятся в диапазоне соотношения от 0,8 до 1,2. Такие соотношения будут способствовать колебаниям, при которых колебания передней части автомобиля и задней части автомобиля протекают независимо друг от друга.

В некоторых случаях (например, в тракторах) для обеспечения комфортабельности применяют дополнительную систему упругих и демпфирующих элементов непосредственно под сидением оператора (дополнительная подвеска) [1].

Блок 7 (компьютерная интеллектуальная поддержка).

В качестве компьютерной интеллектуальной поддержки можно пригласить студентов за компьютер, где разработана подпрограмма, позволяющая, например, определять собственные частоты подвесок в зависимости от их конструкции и перераспределения масс. В этом случае у студентов будет развиваться компетенция генерации новых вариантов, так как они наглядно смогут сами оказывать влияние на итоговый результат путем варьирования параметрами по своему желанию.

Блок 8. Резюме.

После проведения «мозгового штурма, в качестве эксперта критикую и вычеркиваю (с объяснением) заведомо «гибельные варианты». После этого коллективно принимаем правильный вариант, который в реальности можно реализовать. При этом стараемся учитывать и финансовую сторону проблемы поставленной

По итогам занятия проводится опрос (возможно и тайный) с целью узнать понравилось ли занятие студентам или нет.

В ходе опытно-экспериментальной работы проведения креативных занятий по системе НФТМ-ТРИЗ будет выявлено положительное влияние предложенных инновационных методов научного творчества на профессиональные компетенции студентов. Также будут выявлены пробелы и недостатки, которые необходимо будет восполнить или устранить для дальнейшего совершенствования курса.

Это позволяет говорить о необходимости дальнейшей перспективной работы по внедрению методом инновационной системы НФТМ-ТРИЗ при преподавании дисциплины «Прикладная теория механических колебаний».

Литература

1. Гусев А.С., Карунин А.Л., Крамской Н.А., Стародубцева С.А., Щербаков В.И. Теория колебаний в автомобиле- и тракторостроении: Учебное пособие. - М.: МГТУ «МАМИ», 2007. - 336с.

2. Зиновкина М.М., Утемов В.В. Структура креативного урока по развитию творческой личности учащихся в педагогической системе НФТМ-ТРИЗ // Современные научные исследования. Выпуск 1. - Концепт. - 2013. - ART 53572. - URL: htpp://www.cove-nok.ru/concept/2012/12095.htm. - рег. Эл №ФФС 7749965

3. Пановко Я.Г. Введение в теорию механических колебаний. - Главная редакция физико-математической литературы издательства «Наука», 1971. - 240с.

задачи.

ПРОГРАММА СТРУКТУРИЗАЦИИ ТЕКСТОВ ДЛЯ РАБОТЫ С ВИРТУАЛЬНЫМ

АГЕНТОМ

Рогальский Евгений Сергеевич,

старший преподаватель, Белорусский государственный университет г.Минск Боровик Александр Сергеевич,

студент 4 курса

Белорусский государственный университет г.Минск

PROGRAM STRUCTURING TEXTS WHEN YOU WORK WITH A VIRTUAL AGENT Rogalsky Evgeny Sergeevich, senior lecturer,

Belarusian State University, Minsk Borovik Alexandr Sergeevich student course 4

Belarusian State University, Minsk АННОТАЦИЯ

Программа структуризации текстов для работы с виртуальным агентом обеспечивает подготовку материалов для проектирования электронных учебных курсов, ориентированных на использование цифровых тьюторов.

ABSTRACT

Program structuring texts when you work with a virtual agent provides training materials for the design of e-learning courses, oriented to the use of digital tutors.

Ключевые слова: электронное образование, цифровой тьютор, знание проводящие сети, подготовка материала.

Keywords: e-learning, digital tutor, knowledge of the distribution network, training material