Использование визуальных методов при преподавании специальных дисциплин специальности 21.02.17 "Подземная разработка месторождений полезных ископаемых"

Современный уровень развития информационных и коммуникационных технологий значительно расширяет возможности доступа к образовательной и профессиональной информации, как для педагогов, так и для студентов. Они находят свое применение в различных предметных областях, улучшая эффективность обучения, помогая лучшему усвоению студентами, как отдельных тем, так и учебных дисциплин в целом.

В последние десятилетия в области передачи визуальной информации прошли почти революционные изменения: колоссально выросли объем и количество передаваемой информации, сложились новые виды визуальной информации, а также способы ее передачи. Технический прогресс и формирование новой визуальной культуры неизбежно накладывает свой отпечаток на комплекс требований, предъявляемых к деятельности педагогов.

Метод визуализации – эффективное средство обучения, которое помогает найти пути решения сложных задач, способствует более глубокому усвоению теоретического материала, дает возможность осознать и увидеть взаимосвязи понятий, на высоком уровне оценить их роль и значение для конкретной учебной проблемы.

Систематическое и целенаправленное использование методов визуализации в процессе обучения студентов специальным дисциплинам способствует осознанному умению решать производственные задачи, повышает уровень эффективности обучения, способствует развитию и поддержанию интереса к дисциплине, а также развитию различных форм умственной деятельности.

Термин «визуализация» происходит от латинского visualis – тот, что воспринимается зрительно, наглядно. Визуализация информации – представление числовой или текстовой информации в виде графиков, диаграмм, структурных схем, таблиц, карт и т.п. Однако такое понимание визуализации как процесса наблюдения предполагает минимальную умственную и познавательную активность студентов,

а визуальные дидактические средства выполняют только иллюстративную функцию. Другое представление визуализации объясняется как вынесение в процессе познавательной деятельности с внутреннего плана на внешний мысленных образов, форма которых стихийно определяется механизмом ассоциативной проекции [8, с. 24].

На практике используются более сотни методов визуального структурирования – от традиционных диаграмм и графиков до «стратегических» карт (roadmaps), лучевых схем-пауков (spiders) и казуальных цепей (causal chains). Такое многообразие обусловлено существенными различиями в природе, особенностях и качествах знаний различных предметных областей. Наибольшую информационную емкость, универсальность и интегративность имеют структурно-логические схемы. Такой способ систематизации и визуального отображения учебной информации основывается на выявлении существенных связей между элементами знания и аналитико-синтетической деятельности при переводе вербальной информации в невербальную (образную), синтезирования целостной системы элементов знаний. Структурно-логические схемы выступают в роли промежуточного звена между внешним линейным содержанием (текст учебника) и внутренним нелинейным содержанием (в сознании).

По данным психологов новая информация усваивается и запоминается лучше тогда, когда знания и умения «отражаются» в системе визуально-пространственной памяти [2, с. 89], следовательно, предоставления учебного материала в структурированном виде позволяет быстрее и качественнее усваивать новые системы понятий, способы действий. В качестве примера можно привести визуальную схему «Цветовая модель RGB» (см. рис. 1.1).

Рис. 1.1. Схема понятия «Цветовая модель RGB»

ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

Визуализация учебного материала открывает возможность не только собрать в целом все теоретические выкладки, что позволит быстро воспроизвести материал, но и применить схемы для оценки степени усвоения изучаемой темы. В практике также широко используется метод анализа конкретной схемы или таблицы, в котором отрабатывают навыки сбора и обработки информации. Метод позволяет включить студентов в активную работу по применению теоретической информации в практической работе. Особое место отводится совместному обсуждению, в процессе которого появляется возможность получить оперативную обратную связь, понять лучше себя и других людей.

Визуализация учебной информации позволяет решить целый ряд педагогических задач: обеспечение интенсификации обучения, активизации учебной и познавательной деятельности, формирование и развитие критического и визуального мышления, зрительного восприятия, образного представления знаний и учебных действий, передачи знаний и распознавания образов, повышение визуальной грамотности и визуальной культуры.

Технология визуализации учебной информации – это система, включающая следующие приложения: комплекс учебных знаний; визуальные способы их предъявления; визуально-технические средства передачи информации; набор психологических приемов использования и развития визуального мышления в процессе обучения.

Методологический фундамент данной технологии составляют следующие принципы ее построения: принцип системного квантования и принцип когнитивной визуализации.

Системное квантование вытекает из специфики функционирования умственной деятельности человека, которая выражается различными знаковыми системами: языковыми, символическими, графическими. Всевозможные типы моделей представления знаний в сжатом компактном виде соответствуют свойства человека мыслить образами. Изучение, усвоение, обдумывание текста – как раз и является составление схем в уме, кодирование материала. Это довольно сложная интеллектуальная работа и студента нужно последовательно к ней готовить.

Принцип системного квантования предполагает учет следующих закономерностей:

– учебный материал большого объема запоминается трудно;

– учебный материал, расположенный компактно в определенной системе, лучше воспринимается;

– выделение в учебном материале смысловых опорных пунктов способствует эффективному запоминанию.

Принцип когнитивной визуализации вытекает из психологических закономерностей, согласно которым эффективность усвоения повышается, если наглядность в обучении выполняет не только иллюстративную, но и когнитивную функцию, то есть используются когнитивные графические учебные элементы. «При восприятии наглядного материала человек может охватить единым взглядом все компоненты, входящие в целое, проследить возможные связи между ними, выработать категоризацию по мере значимости, общности, служащей основой не только для более глубокого понимания сути новой информации, но и для ее перевода в долговременную память» [6]. Визуальное отображение принципов представлено на рисунке 1.2.

Рис. 1.2. Визуальное представление принципов когнитивной визуализации и системного квантования

ОУСГ – обобщение, укрупнение, систематизация, генерализация;

СО – сигнальные опоры;

МД – мыслительная деятельность, которая реализуется через знаковые системы

Суть данной технологии, по нашему мнению, сводится к целостности трех ее частей:

– систематическое использование в учебном процессе визуальных моделей одного определенного вида или их сочетаний;

t^CCtH»*

ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

– обучение студентов рациональным приемам «сжатия» информации и ее когнитивно-графическое представление;

– методические приемы включения в учебный процесс визуальных моделей. Работа с ними имеет четкие этапы и сопровождается еще целым рядом приемов и принципиальных методических решений.

Среди наиболее широко используемых средств визуализации можно назвать:

–   рисунки, диаграммы, графики;

–   слайды, кадаскопы, диафильмы;

–    видео-, кино-, телефильмы;

–   мультимедийные презентации.

Преподавание горных дисциплин дает широкие возможности для использования визуальных методов обучения. Среди таких методов можно назвать: использование плакатов, стендов, схем, действующих макетов и моделей, применение презентаций отдельных тем или вопросов темы, использования действующих шахтных приборов, видеоматериалов.

Значение видеороликов и фильмов, которые имеют отношение к технике безопасности на производстве, могут иметь огромное воздействие на обучающихся. И влияние это неоспоримо. В наглядных примерах можно показать, насколько опасным может быть несоблюдение элементарных норм безопасной работы и к каким плачевным последствиям на горном предприятии это может привести.

Преимущества применения видеоматериалов также очевидны в качестве агитационных мер. Стоит заметить, что многие педагоги прибегают именно к таким способам мотивации своих студентов для соблюдения требований охраны труда, что также способствует повышению мотивации обучения.

Рассмотрим визуальные методы, которые можно использовать на занятиях по МДК 02.01. «Система управления охраной труда и промышленной безопасностью в горной организации» для студентов специальности 21.02.17 «Подземная разработка месторождений полезных ископаемых».

Тема «Введение. Состояние охраны труда в ДНР и в угольной промышленности. Методы улучшения состояния охраны труда».

При изложении материала преподаватель может применить часть видеофильма «Состояние охраны труда в угольной промышленности», где дается анализ аварий и травматизма за последние 5 лет в угольной промышленности, а также сравнительный

анализ состояния охраны труда в угольной промышленности Украины и ведущих зарубежных стран (Англия, США, Германия).

Раздел 1. Общие вопросы охраны труда и их правовое регулирование.

Тема 1.2. Травматизм и профессиональные заболевания.

Преподаватель использует плакаты по теме, где дается классификация травм и показаны причины несчастных случаев, а также подготовленную заранее презентацию.

Тема 1.3. Организация работ по охране труда на предприятиях.

При изложении материала преподаватель использует презентацию «Виртуальная экскурсия по шахте», учебный фильм «Горняки», в котором речь идет о всех подземных специальностях, которые есть на шахте.

Раздел 2. Меры безопасности при проведении и креплении горных выработок.

Тема 2.2. Документация, согласно которой проходят и крепят горные выработки.

При изложении и практическом закреплении данной темы преподаватель использует образцы паспортов крепления, проведения и перекрепления, которые применяются на современных горных предприятиях. Студенты наглядно могут видеть состав паспорта, необходимые для проведения соответствующих работ расчеты, схемы шахтных участков.

Раздел 3. Меры безопасности при ведении очистных работ.

Тема 3.1. Общие меры безопасности при ведении очистных работ.

Тема 3.2. Меры безопасности при управлении кровлей в очистном забое.

При изложении и практическом закреплении данной темы преподаватель использует образцы паспортов очистной выработки, которые применяются на современных горных предприятиях. Студенты наглядно могут видеть состав паспорта, необходимые для ведения очистных работ по добыче угля и креплению выработки, расчеты, схемы шахтных участков.

Рекомендуется просмотреть часть видеофильма в цифровом формате «Ведение очистных работ на шахтах Украины».

Тема 3.3. Газодинамические явления. Внезапный выброс угля и газа и защитные пласты.

При изложении и практическом закреплении данной темы преподаватель использует анимационный фильм «Газодинамические явления», где рассказывается о стадии протекания внезапного выброса угля и газа и признаки, предшествующие внезапному выбросу, а также о технологии отработки таких пластов.

Кроме того, преподавателем подготовлена полная мультимедийная презентация по данной теме.

Раздел 4. Меры безопасности при ведении взрывных работ.

Тема 4.1. Деление взрывчатых веществ на группы и классы.

При изложении и практическом закреплении темы преподаватель применяет образцы действующей на производстве документации относительно ее учета и порядка заполнения на использование взрывчатых веществ.

Кроме того, преподаватель предлагает студентам рассмотреть муляжи взрывчатых веществ, которые применяются на горных предприятиях при ведении буровзрывных работ.

Тема 4.4. Общие правила ведения взрывных работ.

При изложении и практическом закреплении темы преподаватель демонстрирует реальные паспорта буровзрывных работ с действующих шахт.

Для закрепления материала демонстрируются действующие электрифицированные макеты, которые показывают порядок забойки шпуров, соединения электродетонаторных проводов, порядок проведения взрыва.

Для наглядности студентам предлагается видеофильм в цифровом формате «О порядке ведения буровзрывных работ».

Раздел 5. Проветривание горных выработок и пылегазовый режим.

Тема 5.1. Рудничный воздух и вентиляционные сети шахты.

Тема 5.2. Вентиляционное оборудование и установки.

Для изложения материала преподаватель демонстрирует электрифицированную схему «Движение воздуха в горных выработках шахты».

Для изложения и практического закрепления материала демонстрируются шахтные приборы (механические, электрические и электронные анемометры), которые применяются для измерения количества воздуха в шахте. Студенты также учатся пользоваться этими приборами.

Тема 5.3. Дополнительные требования для шахт, опасных по газу.

Для наглядности при изложении темы преподаватель демонстрирует анимационный фильм «Основные свойства метана и предельные концентрации метана в выработках шахты».

Кроме того, можно продемонстрировать студентам видеофильм в цифровом формате «Борьба с газом метаном в шахте: газоотсасывание, перераспределение и утилизация».

Тема 5.6. Разгазирование горных выработок.

Преподаватель демонстрирует приборы для разгазирования горных выработок.

Тема 5.7. Борьба с пылью.

При изложении материала преподаватель демонстрирует видеофильм «Мероприятия по предупреждению и локализации взрывов угольной пыли на горных предприятиях».

Тема 5.8 Контроль за состоянием рудничной атмосферы.

Для изложения и практического закрепления темы преподаватель демонстрирует приборы (стационарные – аппаратура «Метан» с датчиком ДМТ и переносные: ШИ-10, ШИ-11, ШИ-12, СММ-1, СШ-2, Сигнал-2, Сигнал-5, ГХ-4, АМ-5). Студенты также учатся пользоваться этими приборами.

Для демонстрации современных приборов и аппаратуры для контроля за состоянием рудничной атмосферы студентам предлагается презентация научного объединения «Красный металлист».

Раздел 6. Меры безопасности на рудничном транспорте и подъеме.

Тема 6.1. Передвижения и перевозка людей и грузов в горных выработках.

Для изложения темы преподаватель демонстрирует презентацию научного объединения «Ferrit» «Горно-шахтное оборудование», в которой приводится перечень оборудования с техническими характеристиками и условиями применения, которое используется для перевозки людей и грузов на современных горных предприятиях.

Тема 6.2. Путевое хозяйство и локомотивная откатка.

Для изложения и практического закрепления темы предлагается сборный макет конструкции различных видов рельсового пути.

Тема 6.3. Конвейерный транспорт.

Для изложения и закрепления материала студентам предлагаются фрагменты видеофильмов «Конвейерные ленты» завода-производителя «Эрлайт», а также «Промышленное использование ленточных конвейеров».

Для практического закрепления темы преподаватель использует бюллетени Донецкого экспертно-технического центра, в которых приводятся обстоятельства травм или аварий на шахтах Донецка и Донецкой области. Студентам предлагается

проанализировать причины, обстоятельства и найти пути преодоления выявленных нарушений.

Раздел 7. Меры безопасности при эксплуатации электрооборудования.

Тема 7.1. Общие требования к электрооборудованию.

Для наглядности изложения темы используются плакаты по электроснабжению участков горного предприятия. Кроме того, преподаватель демонстрирует макет местного заземления электроаппаратуры.

Тема 7.2. Электрические проводки.

Для изложения материала преподаватель демонстрирует стенд, где приводятся примеры различных видов кабелей и методы их подключения.

Кроме того, преподаватель предлагает студентам видеофильм «Термическое соединение кабелей», который демонстрирует современные технологии соединения кабелей в шахтных условиях.

Тема 7.3. Область и условия применения электрооборудования, заземления.

Для изложения материала преподаватель предлагает презентацию продукции кабельного производства и электроаппаратуры ОАО «Донецкий электротехнический завод» «Каталог продукции 2010».

Тема 7.5. Первая помощь пострадавшим от электрического тока.

Для практического закрепления темы преподаватель использует действующий тренажер-манекен, на котором можно научиться оказывать первую помощь пострадавшему разными способами.

При изложении материала студентам демонстрируется видеофильм «Способы оказания первой помощи пострадавшему» с текстовым сопровождением, который носит чисто практический характер.

Раздел 8. Промышленная санитария.

Тема 8.2. Оказание первой помощи пострадавшим от несчастных случаев.

Для изложения материала преподаватель демонстрирует видеофильм «Оказание первой помощи пострадавшему».

Кроме того, на протяжении всего изложения студентам предлагаются плакаты по различным видам оказания помощи пострадавшему.

В кабинете оформлен стенд из различных видов травм, которые можно получить на производстве.

Тема 8.3. Шумовая и вибрационная безопасность.

Преподаватель демонстрирует приспособление для предотвращения действия шума и вибрации на человека: наушники, беруши, антифоны, заглушки, подлокотники, печати, гасящие вибрацию, наколенники и т.п. Студенты учатся пользоваться этими средствами.

Раздел 9. Основы пожарной профилактики.

Тема 9.6. Средства пожаротушения.

Для изложения и практического закрепления материала преподаватель демонстрирует действие различных видов огнетушителей.

Кроме того, студентам предлагается каталог различных видов огнетушителей со схемой конструкции и правилами пользования.

Раздел 10. Горноспасательное дело.

Тема 10.1. Общие положения составления плана ликвидации аварий (ПЛА).

Для изложения материала студентам демонстрируется видеофильм «План ликвидации аварии», в котором раскрывается содержание и строение ПЛА.

Преподавателем подготовлена презентация темы, которая демонстрируется студентам во время всего занятия.

Тема 10.3. Типовые указания по ликвидации последствий аварийной ситуации.

Для закрепления материала преподаватель предлагает студентам типичный образец плана ликвидации аварии с действующей шахты, где они знакомятся с реальными типами аварий и путей их ликвидации, а также учатся составлять план ликвидации аварии.

Тема 10.4. Основные правила поведения работников шахты при аварии.

Преподаватель предлагает студентам в виде шаржей нарушение правил техники безопасности, а студенты должны указать, к какой аварии может привести это нарушение и как ликвидировать ее последствия.

Кроме того, студентам демонстрируется видеофильм «Безопасность труда – главный приоритет шахты», в котором приводятся примеры поведения работников шахты при аварии.

Современные требования образовательных стандартов заставляют преподавателей не только насыщать студентов информацией, но и искать пути практического применения ее в повседневной жизни. Знания НЕ ради знаний, а знания – для обогащения жизненного и профессионального опыта.

Обучая студентов, таким образом, можно помочь им решать очень серьезные проблемы:

– противостоять стереотипному мышлению, необъективности и искажению информации;

– развивать позитивное мышление, представление, способность самостоятельно решать проблемы;

– способствовать достижению взаимопонимания между конфликтующими сторонами, поскольку существует надежда, что могут быть признаны различные точки зрения.

Лекция

Аудиовизульный метод 20%

Демонстрация 30%

Групповые дискуссии 50%

Ролевые игры 70%

Обучение других 90%

Эффективность обучения, основанная на опыте, зависит в первую очередь от самого студента. Никто не может определить, что именно может быть усвоенным в результате определенной деятельности. Именно студенту предстоит подтвердить для себя свой опыт, а преподаватель взамен отвечает за создание соответствующей атмосферы на занятии, обеспечивающая оптимальный процесс усвоения учебного материала. Пирамида усвоения предлагает разнообразные способы обучения. Именно разнообразие методики и делает процесс обучения действительно творческим, возбуждает интерес студентов, улучшает понимание и усвоение материала. Методические формы работы, приведенные в Пирамиде усвоение, укрепляют навыки групповой работы, усиливая способность студентов к взаимодействию.