Вводный урок по технической механике «Основные понятия и аксиомы статики»

 ДЕПАРТАМЕНТ ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ КОСТРОМСКОЙ ОБЛАСТИ

Областное государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение

«Костромской энергетический техникум имени Ф.В. Чижова»

 

МЕТОДИЧЕСКАЯ РАЗРАБОТКА

Для преподавателе СПО

 

Вводный урок на тему:

«ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И АКСИОМЫ СТАТИКИ»

 

 

дисциплина «Техническая механика»

 

 

 

 

Автор: преподаватель общетехнических дисциплин ОГБПОУ СПО «Костромской энергетический техникум им. Ф.В. Чижова»

О.В. Гурьева

 

 

 

 

 

 

Кострома

2017

Аннотация.

Методическая разработка предназначена для проведения вводного урока по дисциплине «Техническая механика» на тему «Основные понятия и аксиомы статики» для всех специальностей. Занятия проводятся в начале изучения дисциплины.

Урок гипертекст. Поэтому к целям урока относится:

Образовательная – Усвоить три раздела технической механики их определения, основные понятия и аксиомы статики.

Развивающая – совершенствовать навыки самостоятельной работы студентов.

Воспитательная – закрепление навыков работы в группе, умение слушать мнение товарищей, обсуждать в группе.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Одобрено предметной цикловой комиссией

Преподаватель:

М.А. Зайцева

 

Протокол № от 20 г.

Автор: Гурьева Ольга Владимировна, преподаватель общетехнических дисциплин ОГБП ОУ «Костромской энергетический техникум им. Ф.В. Чижова», первой категории. Методическая разработка выполнена на 16 листах для практического использования. Год 2017

 

 

 

Рецензент

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

Методика проведения урока по технической механике

Технологическая карта занятия

Содержание и ход занятия

Гипертекст

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

«Техническая механика» является важным предметом цикла освоения общетехнических дисциплин, состоящим из трех разделов:

теоретической механики

сопротивления материалов

деталей машин.

Знания, изучаемые в технической механике, необходимы студентам, так как они обеспечивают приобретение навыков для постановки и решения многих инженерных задач, которые будут встречаться в их практической деятельности. Для успешного усвоения знаний по данной дисциплине студентам необходима хорошая подготовка по физике и математике. В то же время, без знаний технической механики, студенты не смогут освоить специальные дисциплины.

Чем сложнее техника, тем труднее уложить ее в рамки инструкций, и тем чаще специалисты будут сталкиваться с нестандартными ситуациями. Поэтому у студентов необходимо развивать самостоятельное творческое мышление, которое характеризуется тем, что человек не получает знания в готовом виде, а самостоятельно применяет их к решению познавательных и практических задач.

 Большое значение при этом приобретают навыки самостоятельной работы. При этом важно научить студентов определять главное, отделяя его от второстепенного, научить делать обобщения, выводы, творчески применять основы теории к решению практических задач. Самостоятельная работа развивает способности, память, внимание, воображение, мышление.

В преподавании дисциплины практически применимы все известные в педагогике принципы обучения: научность, систематичность и последовательность, наглядность, сознательность усвоения знаний студентами, доступность обучения, связь обучения с практикой, наряду с объяснительно – иллюстративной методикой, которая была, есть и остается главной на уроках по технической механике. Применяются вовлеченные методы обучения: тихое и громкое обсуждение, мозговой штурм, анализ конкретного примера, вопрос – ответ.

Тема «Основные понятия и аксиомы статики» одна из важнейших в курсе «Техническая механика». Она имеет большое значение с точки зрения изучения курса. Данная тема является вводной частью дисциплины.

Студенты выполняют работу с гипертекстом, в котором нужно правильно поставить вопросы. Научится работать в группах.

Работа над поставленными задачами проявляет активность и ответственность студентов, самостоятельность решения проблем, возникающих в ходе выполнения задания, дает навыки и умения решать эти проблемы. Преподаватель, задавая проблемные вопросы, заставляет студентов мыслить практически. В результате работы с гипертекстом, студенты делают выводы пройденной темы.

Методика проведения занятий по технической механике

Построение занятий зависит от того, какие цели считать важнейшими. Одна из важнейших задач учебного заведения – научить учиться. Передавая на практических знаниях студентам надо научить их учиться самостоятельно.

Цели:

− увлечь наукой;

− заинтересовать задачей;

− прививать навыки работы с гипертекстом.

Исключительно важны и такие цели, как формирование мировоззрения и воспитательное воздействие на студентов. Достижение этих целей зависит не только от содержания, но и от построения занятия. Совершенно естественно, что для достижения указанных целей преподавателю необходимо учитывать особенности контингента слушателей и использовать все преимущества живого слова и непосредственного общения со студентами. Чтобы овладеть вниманием студентов, заинтересовать и увлечь их рассуждением, приучить к самостоятельному мышлению, при построении занятий необходимо особо учитывать четыре стадии познавательного процесса, к которым относятся:

1. постановка проблемы или задачи;

2. доказательство − дискурсия (дискурсивный - рассудочный, логический, понятийный);

3. анализ полученного результата;

4. ретроспекция − установление связей между вновь полученными результатами и ранее установленными выводами.

Начиная изложение новой проблемы или задачи, необходимо особое внимание уделить ее постановке. Недостаточно ограничиться только формулировкой задачи. Это хорошо подтверждается следующим высказыванием А р и с т о т е л я: познание начинается с удивления. Надо суметь с самого начала привлечь внимание к новой задаче, удивить, а значит, и заинтересовать студента. После этого можно переходить к решению задачи. Очень важно, чтобы постановка проблемы или задачи была хорошо понятна студентам. Им должна быть совершенно ясна необходимость исследования новой проблемы и обоснованность ее постановки. При постановке новой проблемы необходима строгость изложения. Однако надо учитывать, что многие вопросы и методы решения не всегда понятны студентам и могут показаться формальными, если не дать специальных пояснений. Поэтому каждый преподаватель должен так излагать материал, чтобы постепенно подвести студентов к восприятию всех тонкостей строгой формулировки, к пониманию тех идей, которые делают совершенно естественным выбор определенного метода решения сформулированной задачи.

Технологическая карта

ТЕМА «ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И АКСИОМЫ СТАТИКИ»

Группа

Цели урока:

Образовательная – Усвоить три раздела технической механики их определения, основные понятия и аксиомы статики.

Развивающая – совершенствовать навыки самостоятельной работы студентов.

Воспитательная – закрепление навыков работы в группе, умение слушать мнение товарищей, обсуждать в группе.

Тип урока – объяснение нового материала

Технология – гипертекст

Содержание и ход занятия

1. Организационный момент

1.1 Знакомство с группой

1.2 Отметить присутствующих студентов

1.3 Знакомство с требованиями к студентам на уроках.

3. Изложение материала

4. Вопросы для закрепления материала

5. Домашнее задание

Гипертекст

Механика, наряду с астрономией и математикой, является одной из самых древних наук. Термин механика происходит от греческого слова «Механе» - ухищрение, машина.

В древние времена Архимед – величайший математик и механик древней Греции (287-212 гг до н.э.). дает точное решение задачи о рычаге и создал учение о центре тяжести. Архимед совмещал гениальные теоретические открытия с замечательными изобретениями. Некоторые из них не потеряли своего значения и в наше время.

Крупный вклад в развитие механики внесли русские ученые: П.Л. Чебешев (1821-1894) – положил начало всемирно известной русской школе теории механизмов и машин. С.А. Чаплыгин (1869-1942). разработал ряд вопросов аэродинамики, имеющих огромное значение для современной скорости авиации.

Техническая механика представляет собой комплексную дисциплину, в которой излагаются основные положения о взаимодействии твердых тел, прочности материалов и методах расчета конструктивных элементов машин и механизмов на внешние взаимодействия. Техническая механика разбивается на три больших раздела: теоретическая механика, сопротивление материалов, детали машин. Один из разделов теоретическая механика разбивается на три подраздела: статика, кинематика, динамика.

Сегодня мы с вами начнем изучение технической механики с подраздела статика - это раздел теоретической механики, в котором изучаются условия равновесия абсолютно твердого тела под действием приложенных к ним сил. К основным понятиями статики относятся: Материальная точка

тело, размерами которого в условиях поставленных задач можно пренебречь. Абсолютно твердое тело - условно принятое тело, которое не деформируется под действием внешних сил. В теоретической механике изучаются абсолютно твердые тела. Сила - мера механического взаимодействия тел. Действие силы характеризуется тремя факторами: точкой приложения, численным значением (модулем), направлением (сила – вектор). Внешние силы – силы, действующие на тело со стороны других тел. Внутренние силы – силы взаимодействия между частицами данного тела. Активные сил – силы, вызывающие перемещение тела. Реактивные силы – силы, препятствующие перемещению тела. Эквивалентные силы – силы и системы сил, производящие одинаковое действие на тело. Эквивалентные силы, системы сил – одна сила, эквивалентная рассматриваемой системе сил. Силы этой системы называются составляющими этой равнодействующей. Уравновешивающая сила – сила, равная по величине равнодействующей силе и направленная по линии её действия в противоположную сторону. Система сил - совокупность сил, действующих на тело. Системы сил бывают плоские, пространственные; сходящиеся, параллельные, произвольные. Равновесие - такое состояние, когда тело находится в покое (V = 0) или движется равномерно (V = const) и прямолинейно, т.е. по инерции. Сложение сил - определение равнодействующей по данным составляющим силам. Разложение сил - замена силы её составляющими.

Основные аксиомы статики. 1. аксиома. Под действием уравновешенной системы сил тело находится в покое или движется равномерно и прямолинейно. 2 . аксиома. Принцип присоединения и отбрасывания системы сил, эквивалентной нулю. Действие данной системы сил на тело не изменится, если приложить к телу или отнять от него уравновешенные силы. 3 аксиома. Принцип равенства действия и противодействия. При взаимодействии тел всякому действию соответствует равное и противоположно направленное противодействие. 4 аксиома. Теорема о трех уравновешенных силах. Если три непараллельные силы, лежащие в одной плоскости уравновешены, то они должны пересекаться в одной точке.

Связи и их реакции: Тела движение, которых не ограничено в пространстве называются свободными. Тела движение, которых ограничено в пространстве называются не свободными. Тела, препятствующие перемещению несвободных тел называются, связями. Силы, с которыми тело действует на связь, называются активными. Они вызывают перемещение тела и обозначаются F,G. Силы, с которыми связь действует на тело называются, реакциями связей или просто реакциями и обозначаются R. Для определения реакций связи используется принцип освобождаемости от связей или метод сечений. Принцип освобождаемости от связей заключается в том, что тело мысленно освобождается от связей, действия связей заменяются реакциями. Метод сечений (метод РОЗУ) заключается в том, что тело мысленно разрезается на части, одна часть отбрасывается, действие отброшенной части заменяется силами, для определения которых составляются уравнения равновесия.

Основных видов связей Гладкая плоскость - реакция направлена перпендикулярно опорной плоскости. Гладкая поверхность - реакция направлена перпендикулярно к касательной, проведённой к поверхности тел. Опора в виде угла реакция направлена перпендикулярно плоскости тела или перпендикулярно к касательной, проведенной к поверхности тела. Гибкая связь - в виде верёвки, троса, цепи. Реакция направлена по связи. Цилиндрический шарнир – это соединение двух или более деталей с помощью оси, пальца Реакция направлена перпендикулярно оси шарнира. Жесткий стержень с шарнирным закреплением концов реакции направлены по стержням: реакция растянутого стержня - от узла, сжатого – к узлу. При аналитическом решении задач бывает трудно определить направление реакций стержней. В этих случаях стержни считают растянутыми и реакции направляют от узлов. Если при решении задач реакции получились отрицательными, то в действительности они направлены в противоположную сторону и имеет место сжатие. Реакции направлены по стержням: реакция растянутого стержня - от узла, сжатого – к узлу. Шарнирно не подвижная опора – препятствует вертикальному и горизонтальному перемещением конца балки, но не препятствует его свободному повороту. Дает 2 реакции: вертикальную и горизонтальную силу. Шарнирно-подвижная опора препятствует только вертикальному перемещению конца балки, но не горизонтальному, ни повороту. Такая опора при любой нагрузке дает одну реакцию. Жесткая заделка препятствует вертикальному и горизонтальному перемещением конца балки, а так же его повороту. Дает 3 реакции: вертикальную, горизонтальную силы и пару сил.

Заключение.

Методика – форма общения педагога с аудиторией студентов. Каждый преподаватель постоянно ищет и испытывает новые способы раскрытия темы, возбуждению такого интереса к ней, который способствует развитию и углублению интереса студентов. Предлагаемая форма проведения занятия позволяет повысить познавательную деятельность, так как студенты на протяжении всего урока самостоятельно получают информацию и закрепляют ее в процессе решения задач. Это заставляет их активно работать на уроке.

«Тихое» и «громкое» обсуждение при работе в микро группах дает положительные результаты при оценке знаний студентов. Элементы «мозгового штурма» активизируют работу студентов на занятии. Совместное решение задачи позволяет менее подготовленным студентам разобраться в изучаемом материале с помощью более «сильных» товарищей. То, что они не смогли понять со слов педагога, может быть объяснено им еще раз более подготовленными студентами.

Некоторые проблемные вопросы, задаваемые преподавателем, приближают обучение на уроке к практическим ситуациям. Это позволяет развивать логическое, инженерное мышление студентов.

Оценка работы каждого студента на уроке также стимулирует его деятельность.

Все выше сказанное говорит о том, что данная форма урока позволяет студентам получить глубокие и прочные знания по изучаемой теме, активно участвовать в поиске решения задач.

ПЕРЕЧЕНЬ РЕКАМЕДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

 

Аркуша А.И. Техническая механика. Теоретическая механика и сопротивлени риалов.-М Высшая школа. 2009.

Аркуша А.И. Руководство по решению задач по технической механике. Учеб. для средних проф. учеб. заведений,- 4-е изд. испр. - М Высш. шк. ,2009

Белявский СМ. Рукодство по решению задач по сопротивлению материалов М. Высш. шк., 2011.

Гурьева О.В. Сборник многовариантных заданий по технической механике..

Гурьева О.В. Методическое пособие. В помощь изучающим техническую механику 2012

Куклин Н.Г., КуклинаГ.С. Детали машин. М. Машиностроение, 2011

Мовнин М.С, и др. Основы иехнической механики. Л. Машиностроение, 2009

Эрдеди А.А., Эрдеди НА. Теоретическая механика. Сопротивление материале М Высш. шк. Академия 2008.

Эрдеди А А, Эрдеди НА Детали машин- М, Высш. шк. Академия, 2011