АЛГОРИТМИЧЕСКИЙ ПОДХОД К ОБУЧЕНИЮ ТЕОРЕТИЧЕСКОЙ МЕХАНИКЕ В ВОЕННОМ ВУЗЕ

ALGORITHMIC APPROACH TO TEACHING THEORETICAL MECHANICS IN MILITARY UNIVERSITY

Irina Kosterina

senior lecturer of the chair of engineering disciplines of the Perm military University of national guard troops of the Ministry of internal Affairs of Russia,

Russia, Perm

АННОТАЦИЯ

Цель статьи – показать, что алгоритмический метод обучения позволяет организовывать практические занятия и лабораторные работы по инструкциям; формирует у курсантов военного вуза умения и навыки работать по определенным правилам и предписаниям, самостоятельно разрабатывать новые алгоритмы.

ABSTRACT

Article purpose – to show that the algorithmic method of learning allows you to organize practical trainings and laboratory work instructions; forms the cadets of the military University and skills to work according to certain rules and regulations to independently develop new algorithms.

Ключевые слова: алгоритмический метод обучения, алгоритм, предписание, действие.

Keywords: algorithmic learning method, algorithm, instruction, action.

Задачи по теоретической механике предполагают как творческую деятельность, так и применение определенных правил, формул и теорем. При решении задач курсанты должны придерживаться определенной последовательности действий, соблюдать правила оформления записи условия задачи, формул, единиц измерения, что способствует выработке навыков решения, закреплению теоретического материала.

Решение задач по алгоритму – это процесс полностью управляемый, он может быть продублирован любым курсантом и при одинаковых исходных данных приведет к одинаковому результату. С помощью алгоритма можно решать различные задачи целого класса или типа. Например, задачи на равновесие тел под действием плоской или пространственной системы сил; задачи на нахождение кинематических характеристик определенного движения твердого тела; задачи на исследование колебаний или удара. Важной чертой алгоритма является то, что он всегда направлен на получение результата [2, с. 26].

Применяя алгоритмический метод обучения, преподаватель должен развивать логическое мышление обучаемых, их поисковые и творческие навыки [5, с. 227]. Этого можно достичь следующими приемами:

• идти от простого к сложному. Например, начинать с простых тестовых заданий, затем переходить к расчетным и сложным комбинированным задачам;
• использовать алгоритмические предписания. Преподаватель дает курсантам готовые образцы действий, учит самостоятельно составлять алгоритмы, показывает образец практического выполнения задания.

Если алгоритм задан в виде таблицы, формулы, описания, то тот, кто решает задачу, должен создать программу своих действий.

Готовая программа действий – это алгоритм, представленный в виде последовательности команд. Курсантам проще использовать алгоритм с выделенной последовательностью шагов. Поэтому на занятиях преподаватель сообщает курсантам готовый алгоритм и учит их пользоваться им в ходе решения задач, развивая при этом алгоритмическое мышление.

Обучение алгоритмам поиска алгоритмов происходит во время работы военно-научного кружка курсантов и при подготовке команды курсантов к участию в различных олимпиадах. На такие занятия приходят курсанты с хорошей теоретической базой, умеющие нестандартно и творчески мыслить. Преподаватель не сообщает готовый алгоритм, а обучает курсантов составлению и выделению алгоритмов. При этом реализуется творческий потенциал курсантов, формируются профессиональные компетенции.

При обучение простейшим алгоритмам мышление курсантов становится более определенным, управляемым и логическим.

С самого начала изучения теоретической механики курсанты знакомятся с общими рекомендациями по решению задач:

• прочитать условие задачи несколько раз, чтобы представить основной вопрос задачи, заданные величины, метод решения;
• выполнить краткую запись условия задачи, используя принятые буквенные обозначения;
• выполнить рисунок, схему или чертеж;
• записать основные уравнения, формулы, теоремы;
• найти решение в общем виде, выражая искомые величины через заданные;
• произвести вычисления;
• проанализировать полученный результат.

Это общие рекомендации [4, с. 97]. Каждый тип задач имеет свои особенности, поэтому преподаватель на практическом занятии или лабораторной работе конкретизирует эти рекомендации, привязывая их к рассматриваемым задачам. Благодаря этому курсанты, независимо от индивидуальных способностей, успешно решают стандартные задачи.

Например, общий алгоритм решения задач статики:

1. Выделить тело, равновесие которого должно быть рассмотрено.
2. Изобразить действующие на тело активные силы и реакции связей.
3. Указать на схеме координатные оси.
4. При необходимости разложить силы на составляющие по направлениям координатных осей.
5. Записать основные уравнения равновесия. При составлении уравнений равновесия следует правильно определять величины и знаки проекций сил и моментов сил.
6. Решить систему уравнений сил.
7. Проверить правильность решения.

Решение задач на равновесие тел при наличии трения имеет ряд особенностей. Поэтому общий алгоритм необходимо конкретизировать: обязательно указать, какое равновесное состояние тела рассматривается – докритическое или критическое. Учесть, что при трении скольжения реакция шероховатой плоскости изображается нормальной составляющей и силой трения скольжения; при трении качения реакция показывается тремя составляющими – нормальной реакцией, силой трения скольжения и парой трения качения. К уравнениям равновесия добавить уравнения трения скольжения или качения.

Для того, чтобы вызвать большую заинтересованность курсантов к решению, преподаватель должен подбирать задачи, связанные с дальнейшей профессиональной деятельностью обучаемых. Так, например, курсантам факультета технического обеспечения при решении задач на равновесие тел при наличии трения предлагается рассмотреть различные дорожные покрытия и различные типы шин [3, с. 172]. При решении этих же задач с курсантами факультета артиллерийского вооружения рассматривается особенности проявления трения в гладкоствольном и нарезном оружии [1, с. 58].

Решение прикладных задач не вызывает затруднений у курсантов, знакомых с алгоритмами решения стандартных задач.

Использование алгоритмического подхода способствует лучшей адаптации курсантов к процессу обучения в военном вузе, позволяет совершенствовать профессиональную подготовку. Современная военная техника и вооружение требуют от будущих специалистов умения хорошо владеть алгоритмическими приемами в практической работе, так как эти приемы дают единый общий метод решения целой серии однородных задач, дисциплинируют и приучают к порядку и организованности.

Список литературы:

1. Горовой С.А. Физические основы функционирования стрелково-пушечного, артиллерийского и ракетного оружия (баллистика) Внешняя баллистика: учебное пособие. − Новосибирск: Издательство СГГА, 2007. – 140 с.
2. Кольцов В.И. Алгоритмические методы теоретической механики: учебное пособие. – М: Издательство МАДИ, 1988. – 77 с.
3. Немчинов М.В. Сцепные качества дорожных покрытий и безопасность движения автомобиля. –– М: Транспорт, 1985. – 231 с.
4. Овчинникова И.В. Алгоритмический подход в обучении: новое как хорошо забытое старое // Фундаментальные исследования. – 2008. – № 5.− С. 97−98.
5. Сластенин В.А., Исаев И.Ф., Шиянов Е.Н. Педагогика: учебник. − М: Академия, 2012. – 608 с.