Проблемам реформирования высшего образования, переходу на образовательный стандарт ФГОС-3 в последние годы посвящено множество работ, среди которых имеют место и труды профессорско-преподавательского состава Московского государственного университета пищевых производство (МГУПП) [1–3]. Важной задачей данная проблема является и в области образовательной системы по подготовке специалистов для пищевой промышленности [4, 5]. Стоит отметить, что данной работой авторы, стараются следовать традициям вуза, в вопросах научно-методического формулирования внедрения инноваций в методологии преподавания учебных курсов по техническим специальностям для специалистов пищевой промышленности [6, 7].
В последние годы, в научной литературе, имеет место быть определенный интерес к внедрениям инноваций в учебный процесс и по предмету «Сопротивление материалов» [8–12]. «Сопротивление материалов» предмет, дающий студентам познание о проектировании и методах расчета деталей машин и инженерных конструкций на прочность, жесткость и устойчивость при рациональном использовании материала. Главной задачей прочностного расчета, является обеспечение безаварийной работы деталей и элементов конструкций. Предмет входит в цикл общетехнических дисциплин, и является необходимым для подготовки будущих специалистов, осуществляющих проектирование, сервис и эксплуатацию технологического оборудования пищевых предприятий.
Кафедра «Сопротивление материалов», в учебном году 2012/13 гг. именовавшаяся как «Сопротивление материалов, теоретическая и прикладная механика», была организована в МХТИ им. Д. И. Менделеева в 1922г. на мукомольном факультете. В 1927г. данный факультет был выделен в самостоятельный институт — Московский институт технологии зерна и муки, правопреемником которого сегодня является МГУПП. Это был период становления и интенсивного развития кафедры, как в учебно-методическом плане, так и в научно-исследовательской работе [13]. В послевоенные годы была создана и получила дальнейшее развитие кафедральная лаборатория механических испытаний. Лаборатория позволила осуществлять испытания и проводить лабораторные работы по всем разделам предмета «Сопротивление материалов». В настоящее время, не смотря на моральный и физический износ оборудования, в лаборатории проводятся основные виды механических испытаний. Лабораторные стенды знакомят студентов с различными способами измерения деформации: тензометрией, электротензометрией, оптическим методом и др. Стоит отметить, что большая часть работ (по причине износа и отсутствия возможности изготовления образцов) проводится в виде демонстрации, что снижает качество преподавания дисциплины. Альтернативой классическому способу проведения лабораторных работ по сопротивлению материалов, является проведение и демонстрация опытов и испытаний на ЭВМ. В конце 2000-х гг. кафедрой был приобретен и внедрен в учебный процесс программный комплекс «виртуальных» лабораторных работ по сопротивлению материалов «Columbus 2007". Данный комплекс охватывает 6 разделов курса «Сопротивление материалов», и повторяет работы, проводимые в лаборатории кафедры. Это позволяет осуществлять совместное испытание на реальной испытательной машине для всей группы и индивидуально студентом на персональном компьютере. Таблица описания лабораторных работ программного комплекса «Columbus 2007» представлена ниже.
Таблица 1
Лабораторные работы программного комплекса «Columbus 2007»
|
№ |
Наименование |
Содержание |
|
1 |
Растяжение образцов из металла с построением диаграммы |
Данная работа дает наглядное представление о деформации образца при одновременном построении диаграммы удлинения от приложенной нагрузки. Студенты изучают методы определения механических характеристик путем исследования диаграммы и деформированного образца. |
|
2 |
Определение модуля упругости и коэффициента поперечной деформации |
В работе осуществляется растяжение прямоугольного стального образца в пределах упругой деформации. На образец наклеены 4 тензодатчика: 2 датчика расположены по линии действия силы, 2 перпендикулярно. Методом электротензометрии определяем относительную продольную и относительную поперечную деформацию. Отношение этих величин представляет коэффициент поперечной деформации (коэффициент Пуассона). Из закона Гука определяется модуль упругости первого рода. Данные можно сравнить со значениями из справочных пособий. |
|
3, 4 |
Испытание образцов из стали, чугуна и дерева на сжатие |
Испытание на сжатие проводится с целью определения механических свойств хрупких материалов. Методика проведения испытания аналогична испытанию на растяжение. Студент видит шкалу силоизмерительного прибора, деформируемый образец, и диаграмму укорочения образца в зависимости от приложенной силы. |
|
5 |
Испытание валов на кручение с определением модуля упругости при сдвиге |
Работа проводится с целью определения модуля упругости второго рода, константы, влияющей на жесткость при кручении. Установка представляет вал, скручиваемый под действием момента при приложении нагрузки к рычагу. Угловая деформация измеряется индикатором часового типа. |
|
6 |
Испытание стальной балки на чистый изгиб |
Исследования проводят на двутавровой балке, свободно лежащей на двух опорах. Чистый изгиб создается на среднем участке шарнирно опертой балки путем симметричного нагружения — двумя равными силами, приложенными на равных расстояниях от опор. В сечениях этого участка изгибающий момент имеет постоянное значение, поперечная сила равна нулю. Для измерения прогиба применяется механический индикатор часового типа, а для определения напряжений — тензостанция. Целью работы является экспериментальная проверка теории изгиба. Также в данной лабораторной работе можно выполнить определение напряжений при прямом поперечном изгибе. В данном варианте работы выполняется определение величин нормальных напряжений по высоте сечения балки. Сосредоточенная нагрузка приложена по центру пролета балки, деформация определяется методом электротензометрии. |
|
7 |
Внецентренное сжатие стального стержня |
В работе проводят экспериментальное определение нормальных напряжений в поперечном сечении внецентренно растянутого стержня и сравнение их с напряжениями в том же сечении, вычисленными теоретически. В данной работе представлен метод измерения деформации рычажными тензометрами Гуттенберга. |
|
8 |
Определение ударной вязкости металлического образца |
В работе выполняется определение величины ударной вязкости стандартного образца по ГОСТ 9454–60 сечением 10 х 10 мм и длиной пролета 40 мм, имеющего в середине пролета надрез на глубину 2мм. Испытание проводится на маятником копре. |
В настоящее время, в период грядущих перемен (своевременных преобразований) в системе науки и образования, кафедра (внедряет инновации в учебный процесс преподаваемых дисциплин) формирует новые планы по развитию своих учебных планов, ориентируемые на решение постановляемых задач Министерством образования и науки России для научной и образовательной среды страны в целом.
Литература:
1. Майорова Н. В. Реформа высшего образования: от новых организационных форм к новым экономическим отношениям// Вестник Адыгейского государственного университета. Серия 5: Экономика. 2012. № 4. С.261–266.
2. Ярыгина Н. А. Обеспечение непрерывного профессионального образования с сокращением срока обучения // Вектор науки Тольяттинского государственного университета. Серия: Педагогика, психология. 2012. № 3. С. 268–270.
3. Денисова О. П. Совершенствование аналитической подготовки специалистов на основе технологии анализа // Вектор науки Тольяттинского государственного университета. Серия: Педагогика, психология. 2011. № 4. С. 82–84.
4. Лабутина Н. В. Двухуровневая структура ВПО для сферы производства продуктов питания из растительного сырья — методологические и практические аспекты // ФЭС: Финансы. Экономика. Стратегия. 2009. № 11. С. 23а-25.
5. Еделев Д. А., Кантере В. М., Матисон В. А., Игнар С. Система подготовки кадров высшей квалификации для пищевой отрасли на основе рамок квалификаций // Пищевая промышленность. 2013. № 1. С. 26–30.
6. Показеев К. В., Куркин Ю. П. Курс физики как основа инженерного университетского образования// Физическое образование в ВУЗах. 2001. Т.7. № 2. С. 49–56.
7. Иванов Г. С., Дмитриева И. М. Интегрированный курс геометрии и линейной алгебры как средство формирования математической подготовки студентов технических вузов // Омский научный вестник. 2010. № 5–91. С.205–208.
8. Добровольский В. И., Добровольский С. В. Системное учебно-методическое обеспечение кафедры «Сопротивление материалов» // Вестник Ижевского государственного технического университета. 2013. № 1. С. 180–182.
9. Поляков А. А., Ковалев О. С., Любимцев И. А. Организация обучения по курсу «Сопротивление материалов» на основе инновационных образовательных технологий// Известия Уральского федерального университета. Серия 1: Проблемы образования, науки и культуры. 2012. Т.104. № 3. С. 20–25.
10. Поляков Ю. А. Организация самостоятельной работы студентов по курсу «Сопротивление материалов» в среде e-learning // Дистанционное и виртуальное обучение. 2012. № 05. С.4–9.
11. Вешуткин В. Д., Моисеева Т. В. Ориентировочная деятельность студентов на практических занятиях по курсу «Сопротивление материалов»// Научно-методический электронный журнал «Концепт». 2012. № 11. С.58–62.
12. Дербасов А. Н., Ильичев Н. А., Сергеева С. А. Роль конечно-элементных представлений в преподавании курса «Сопротивление материалов»//Научно-методический электронный журнал «Концепт». 2012. № 10. С. 100–105.
