книги из ГПНТБ / Радченко, А. К. Методика демонстрационного эксперимента по технической механике учебное пособие

УДК 531.8.001.6(07.07) ¼- ¼A'∙i

Рецензенты:

кафедра технических средств и программированного обуче­ ния Минского государственного педагогического института име­ ни А. Μ. Горького; преподаватели кафедры «Детали машин и ПТУ» Белорусского технологического института имени С. Μ. Ки­ рова И. П. Hexaee1 В. И. Борд и А. Н. Астафиев; докт. техн,

наук, проф. кафедры «Теоретическая механика» Белорусского ордена Трудового Красного Знамени политехнического институ­ та Г. К. Татур.

Радченко А. К.

P 15 Методика демонстрационного эксперимента по

технической механике. Минск, «Вышэйш. школа», 1974.

224 с. с ил.

В пособии рассматриваются методика и техника демонстрационно­ го эксперимента с предлагаемыми приборами, а также требования к демонстрационным приборам.

Пособие предназначается для студентов инженерно-педагогических специальностей вузов, а также представляет интерес для преподавате­ лей ПТУ и техникумов.

0646—133

p M 304(05)-74 6(07)

Радченко Анна Кондратьевна

МЕТОДИКА ДЕМОНСТРАЦИОННОГО ЭКСПЕРИМЕНТА ПО ТЕХНИЧЕСКОЙ МЕХАНИКЕ

Редактор Л. А. Нагорская. Обложка Н. В. Стаса. Худож. редактор И. Е. Беленькая. Техн, редактор Μ. Н. Кислякова. Корректор JI. И. Cuнегрибова.

AT 11598. Сдано в набор 16/Ѵ 1974 г. Подписано к печати 24/ІХ 1974 г.

Бумага 84×IO81∕32 маш. мелов. Печ. л. 7(11,76). Уч.-изд. л. 10,92. Изд. Xs 72—17,.

Тип. зак. 993. Тираж 3000 экз. Цена 39 коп.

Издательство «Вышэйшая школа» Государственного комитета Совета Минист- « ров БССР по делам издательств, полиграфии и книжной торговли. Редакция литературы по технике. 220600, Минск, ул. Кирова, 24. Ордена Трудового Крас- '

ного Знамени типография издательства ЦК КП Белоруссии. Минск, Ленин­ ский пр., 79.

© Издательство «Вышэйшая школа», 1974.

ОТ АВТОРА

Настоящее пособие — результат опыта преподавания методики технических дисциплин для студентов инженер­ но-педагогических специальностей на инженерно-педаго­

гическом факультете Белорусского ордена Трудового Красного Знамени политехнического института. При этом учтен опыт работы преподавателей технической ме­ ханики техникумов г. Минска. Пособие ставит целью по­ мочь студентам инженерно-педагогических специальнос­ тей углубить знания, приобрести необходимые навыки проведения демонстрационного эксперимента, умению связать его с теоретическим материалом и находить мес­ то демонстрационных опытов на уроке.

Первая глава содержит общие вопросы методики де­ монстрационного эксперимента как одного из важнейших методов преподавания технической механики в средних специальных учебных заведениях. Дано дидактическое обоснование необходимости применения демонстрацион­ ного эксперимента, его виды, методические требования к демонстрационному оборудованию и к проведению де­

монстрационного эксперимента на уроке.

Во второй главе достаточно подробно описано де­ монстрационное оборудование по теоретической меха­ нике и сопротивлению материалов. Демонстрационные же опыты с ними описаны в гл. 3 и 4.

Демонстрационное оборудование, его устройство и

принцип действия по деталям машин рассмотрены в гл. 4, так как эти вопросы являются неотъемлемой частью но­ вого материала.

Большинство приборов и опытов разработаны силами кафедры педагогических дисциплин БПИ и изготовлены в мастерских института. Такие приборы, как «Прибор по кинематике и динамике», «Прибор по статике», «Прибор по деформации кручения вала», были представлены на

3

ВВЕДЕНИЕ

Обучение есть целенаправленный процесс познания

окружающей действительности. «От живого созерцания к абстрактному мышлению и от него к практике — таков диалектический путь познания истины, познания объек­ тивной реальности*. »

Но нельзя понимать «живое созерцание» как простое

наблюдение. Наблюдение как основной метод познания

использовалось в эпоху зарождения естественных наук.

По мере их развития большую роль стал играть экспери­

мент, который является одним из самых распространен­

ных методов познания.

Эксперимент позволяет воспроизводить явления и изу­ чать условия, при которых они возникают, а в случае необходимости вводить новые факторы, влияющие на ход

изучаемых явлений. C помощью эксперимента можно найти количественные взаимосвязи между величинами,

характеризующие явления. Поэтому для постановки эксперимента используются разнообразные измеритель­ ные приборы. Роль эксперимента в этом случае заключа­ ется в том, чтобы проверить правильность теоретических предположений, гипотез, установить количественные за­ кономерности.

В зависимости от целей, стоящих перед эксперимен­

тами, их можно разделить на три группы:

1)научный эксперимент, который ставится для изу­ чения явлений, проверки теоретических выводов, ги­ потез;

2)практический эксперимент, который позволяет про­

верить теоретические положения с целью их применения на практике;

3) демонстрационный эксперимент, который примени-

* В. И. Ленин. Поли. собр. соч., т. 29, с. 152.

5

Глава 1

МЕТОДИКА ДЕМОНСТРАЦИОННОГО ЭКСПЕРИМЕНТА

1-І. НАЗНАЧЕНИЕ ДЕМОНСТРАЦИОННОГО ЭКСПЕРИМЕНТА

1. Демонстрационный эксперимент — составная часть общего процесса обучения, он непосредственно связан с изучаемым материалом. Поэтому демонстрационные опыты должны проводиться по ходу объяснения, являясь логическим продолжением его.

Из сказанного не следует, конечно, что демонстрация опыта должна быть только средством подтверждения ма­ териала, изложенного преподавателем. Демонстрацию опыта преподаватель может использовать для того, чтобы

сконцентрировать внимание учащихся на изучаемом ма­

териале, т. е. на примере демонстрационного опыта по­ ставить перед учащимися проблему. Разрешая эту про­

блему, учащиеся приходят к новым для них заключениям и выводам. В этом случае демонстрация — составная

часть эвристической беседы.

Использование демонстрационного эксперимента для постановки проблемы, подлежащей разрешению на уро- ‘ке, активизирует внимание учащихся, способствует фор­ мированию технического мышления. Например, при изу­

чении кулисного механизма можно сразу начертить схему

и, пользуясь моделью, показать принцип действиямеха­

низма. Но можно задать учащимся вопрос: какое движе­

ние совершает планка за время полного оборота колеса? или одинакова ли скорость движения планки за период полного оборота колеса, если оно вращается равномер­ но? Этим мы ставим учащихся на путь самостоятельных поисков и интенсивной деятельности пространственного мышления. Лишь после этого следует обратиться к де­ тальному показу действия кулисного механизма.

2. Демонстрация опытов может быть использована для подтверждения новых выводов и закономерностей,

сообщаемых учащимся на уроке, для лучшего усвоения нового материала. В данном случае новый материал

7

может излагаться любым словесным методом с исполь­

зованием по ходу объяснения необходимых опытов. По­ мимо демонстрации опытов, полезно дать по возможнос­ ти схему, общий вид установки, рисунки и фотографии

отдельных деталей, показать киноленту с изображением машины в процессе работы, диапозитивы. Так, после де­ монстрации опытов по теме «Момент опрокидывания и момент устойчивости» хорошо показать диапозитивы с изображением крана, телевизионной вышки, любого станка. Это поможет учащимся глубже понять изучае­ мый материал, увидеть его практическую значимость. При этом чем совершеннее будут наглядные пособия в техническом и эстетическом исполнении, тем большее впечатление они произведут, тем лучше запомнится уча­

щимся изучаемый материал.

Использование всех вышеописанных средств обучения во время объяснения материала способствует и закреп­ лению материала, так как учащиеся одновременно видят

применение данного теоретического материала на прак­ тике, и получают конкретные представления об изучае­ мых объектах.

3. Демонстрационный эксперимент используется для выяснения непонятного или неправильно понятого мате­ риала.

Так, например, учащиеся быстро и без труда усваива­ ют положение, что действие одного тела на другое всегда

вызывает со стороны второго тела равное и противопо­ ложное противодействие (четвертая аксиома статики). Но стоит поставить перед учащимися конкретную зада­ чу, как это усвоение в значительной мере оказывается формальным. Собираем установку, состоящую из двух кусков шнура, привязанных к противоположным крюч­ кам динамометра. Свободный конец одного шнура, пере­

кинутого через неподвижный блок, закрепляем на шта­ тиве, а к концу второго шнура, также перекинутого через

неподвижный блок, подвешиваем груз, например гирю весом 1 H (рис. 1.1, а). Прикрываем шкалу динамомет­

ра и задаем вопрос: «Что показывает динамометр?» Ча­ ще всего получаем правильный ответ: «Показание дина­ мометра соответствует одному ньютону». Но видоизме­ ним опыт, к обоим концам шнура подвесим равные гири (рис. 1.1, б). Что же покажет динамометр в этом случае?

Единодушного ответа уже нет: одни говорят, что дина­

8

мометр показывает вес двух гирь, другие — ничего.

А ведь мы просто убеждаемся в справедливости четвер­ той аксиомы статики — действие лапки штатива на шнур заменили действием груза. Такой эксперимент, где

Рис. 1.1

истина проявляется зримо, очень многое дает учащимся для понимания основных положений механики.

4. Демонстрационные опыты применяются и для обоб­ щения целых тем и разделов при повторении пройден­ ного материала. Они позволяют расширить знания уча­ щихся, связать их в единую цельную систему. В этом случае преподаватель демонстрирует в основном новые опыты. Но для полной систематизации материала мож­

9