Формирование содержания технических предметов

В настоящее время содержание учебных программ в образова­тельных учреждениях строго не регламентируется. Образовательные стандарты по подготовке специалистов содержат минимальный перечень учебных элементов учебных дисциплин федерального ком­понента, которые преподаватель обязан включить в рабочую про­грамму по учебной дисциплине. Преподаватели получили право формировать содержание учебных предметов в рабочих и авторских программах по предмету. Однако практика проектирования содер­жания предметов зависит в основном от опыта преподавателя, ма­териально-технического обеспечения учебного предмета, условий функционирования образовательного учреждения.

Большинство преподавателей не знает объективных факторов, которые необходимо учитывать при формировании содержания учебных дисциплин, для того чтобы сделать правильное научно-методическое обоснование формируемой системы знаний и умений.

Содержание учебных предметов формируется на основе систе­мы знаний соответствующей науки. Любая наука имеет свою ис­торию и логику развития. Особенностью развития электротехники

как науки является то, что это первая в истории отрасль научных знаний, которая возникла в результате практического примене­ния открытий физики. Поэтому электротехнику долгое время на­зывали наукой о применении электричества.

По мере открытий в физике электрических и электромагнит­ных явлений создавались новые возможности для технических изоб­ретений, например телеграфа, электрической лампы и электри­ческого освещения, электродвигателя и т.д.

В настоящее время эта сфера научных и инженерных знаний представляет собой сложный комплекс научных дисциплин, иг­рающих огромную роль в развитии производительных сил совре­менного общества. В учебном пособии мы заостряем на этом вни­мание будущих педагогов профессиональной школы в связи с тем, что современная система знаний по электротехнике входит в си­стему подготовки современных специалистов по большинству спе­циальностей.

В российской науке выделяют четыре этапа развития электро­техники.

I этап (1860—1880) — разработка простейших электротех­
нических устройств и их опытное исследование. К первым устрой­
ствам относятся телеграф, электрическая лампа, создание воль­
това столба — источника постоянного тока. Развитие прикладной
электротехники положило начало теории цепей постоянного тока.
В этот период были определены основные понятия теории элект­
рических цепей. Физика являлась ориентиром в разработке изоб­
ретателями первых электротехнических устройств.

II этап (1880—1900) связан с разработкой системы элек­
тротехнических устройств. В этот период были изобретены элек­
трическая машина, трехфазная система электрических токов
М.О.Доливо-Добровольским. Французский ученый М.Депре и
русский физик Д.А.Лачинов с помощью математического ана­
лиза физических процессов в системе «генератор — линия — дви­
гатель» показали, что дальность электропередачи может быть до­
стигнута при увеличении напряжения. Этот теоретический вы­
вод подытожил знания в области исследования электрических
цепей и дал толчок к возникновению новых электротехнических
теорий. Эти теории получили развитие и трансформировались в
теорию электрических машин и теорию электрических цепей.
Таким образом, в этот период учеными осознавалась необходи­
мость в специальных знаниях, методах исследования и способах

обобщения практики.

III этап (1900—1917) — «экспансия» электротехники во все отрасли техники и промышленности. В этот период в электротех­нике сформировались законченные электротехнические теории: теория электрических цепей, теория электрических машин, тео­рия вращающихся электромагнитных полей, теория симметрич-

ных составляющих. Интенсивно разрабатывались собственный ка­тегориальный аппарат электротехнической науки, система по­казателей работы электротехнических устройств: коэффициент полезного действия, сопротивление нагрузки, ток возбуждения и т.д. Возникали электротехнические школы. Одной из первых была московская электротехническая школа, которую возглав­лял К. А. Круг.

IV этап (с 1917 г. и до наших дней) — от электротехники отпочковались новые науки: техника высоких напряжений, элек­троматериаловедение, электроника и т.д. Появились и получили развитие первые кафедры теоретических основ электротехники в технических вузах Москвы, Ленинграда, Харькова. Появление пер­вого учебного курса «Теоретические основы электротехники» (ТОЭ) в России связано с именами В. Ф. Миткевича, К. А. Круга. Курс ТОЭ создавался ими не как популяризация технических зна­ний для инженеров, а как качественно новая дисциплина, разра­батывающая собственные теоретические концепции решения фун­даментальных электротехнических проблем. Строилась специаль­ная система учебных предметов, для того чтобы научить будущих техников и инженеров осуществлять разработку и исследование новой техники [17].

Нужно ясно представлять, что история становления электро­техники — это не только перечень фактов, но и борьба идей, мнений, школ. Однако развитие электротехники нельзя рассмат­ривать только как практическое применение открытий и исследо­ваний физики. Успехи, достигнутые электротехникой и электро­никой в создании электрических и электронных приборов, в свою очередь, оказали большую помощь физикам в изучении атомных явлений, плазмы и т.д.

Возникает вопрос о степени отражения истории науки и логи­ки ее развития в учебном предмете. История развития содержания учебного предмета «Электротехника» для профессионально-тех­нических училищ показывает, что в нем находит отражение исто­рия развития базисной науки. В связи с тем, что на протяжении нескольких десятков лет электротехника рассматривалась как при­кладная наука, в содержании учебного предмета до последнего времени технические принципы работы электрических устройств интерпретировались как прикладные аспекты естествознания.

Как показывает тематическое планирование программ по элек­тротехнике 1940-х гг., в разделе, посвященном изучению элект­рических цепей, рассматривались физические явления и процес­сы при протекании тока через проводник. Например, изучались такие явления, как электростатика, химическое и тепловое дей­ствие тока, электромагнетизм и т.д. Программы тех лет включали отдельные вопросы по расчету цепей постоянного тока (закон Ома для участка цепи, законы Кирхгофа), рассматривались простей-

шие схемы соединения элементов в цепях однофазного перемен­ного тока, принцип получения трехфазной системы токов.

В программах 1960-х гг. сохранилась прежняя структура. Однако в содержании тем «Постоянный ток», «Переменный ток» рассмат­ривались объекты, распространенные в электротехнической прак­тике: цепи постоянного и переменного тока. Изучаемый материал включал основные законы электрических цепей переменного тока.

Дальнейший анализ учебных программ показывает, что в про­граммах по электротехнике с основами промышленной электро­ники 1978 г. изменилась структура тематического плана. В тема­тическом плане указывались изучаемые электротехнические уст­ройства: цепи постоянного тока, цепи переменного тока и т. д. Рас­сматриваемые физические явления и процессы являются стержнем в исследовании законов и методов расчета цепей постоянного и переменного тока. С 1978 по 1985 г. действовало 15 учебных про­грамм по электротехнике для средних и технических училищ, из­данных во Всесоюзном методическом центре г. Москвы. Это ос­ложняло работу преподавателя электротехники по планированию изучения предмета.

Подводя итог проведенного анализа, можно сделать следую­щие выводы о формировании учебного предмета:

1) содержание учебного предмета должно быть логически свя­
зано. Без этого формирование системы электротехнических поня­
тий было бы невозможно. Однако содержание электротехники не
должно дублировать физику;

2) учебный предмет не должен копировать историю развития
базисной науки, как это было в первых программах для средних
профессиональных училищ, когда изучение электротехники на­
чиналось с простейших устройств цепей постоянного тока;

3) учебный предмет должен быть определенным образом
структурирован, исходя из целей обучения, психолого-педагоги­
ческих требований к процессу обучения и структуры базисной
науки [13].

2.3.3. Структура современного содержания предмета «Электротехника»

Проанализируем общую концепцию учебного материала в про­грамме предмета «Электротехника», которая была издана в 1984 г. творческим коллективом под руководством П.Н.Новикова. Со­держание учебного материала сгруппировано по трем разделам (блокам) учебного курса:

- электрические и магнитные цепи;

- электрические устройства;

- производство, распределение и использование электроэнер­
гии.

Последовательность изложения учебного материала от простей­ших устройств (электрических цепей) до системы производства и использования электроэнергии соответствует индуктивному ме­тоду построения содержания учебного материала.

Содержание раздела строится иначе. Сначала рассматриваются основные понятия, т. е. общие теоретические положения, а затем частные закономерности работы конкретных устройств: электри­ческих цепей постоянного тока, электронных приборов, транс­форматоров и т.д.

Таким образом, содержание учебного материала строится на основе сочетания индуктивного и дедуктивного методов. Это по­зволяет применить научно обоснованные подходы к разработке методики изучения каждой темы.

Подводя итоги вышесказанного, можно сделать вывод, что в программах по электротехнике 1984 г. сделана попытка сконстру­ировать содержание учебного материала на основе решения мето­дических задач, диктуемых целями обучения и дидактическими принципами. В новых программах большое внимание уделяется принципу научности обучения. Содержание каждой темы соответ­ствует системе научных знаний, адаптированной к целям обуче­ния и типу учебного заведения.

Правомерен вопрос: может ли быть задана структура учебного предмета, которая диктовала бы единственную логическую струк­туру организации учебного материала?

Видимо, нет. Преподавателю дается возможность одно и то же содержание курса реализовать в различных логических структурах. Выбор оптимальной структуры учебного предмета — одна из важ­нейших частей методической работы педагога.

Следует также отметить, что в учебных курсах, где система знаний едина, целостные и относительно самостоятельные сис­темы знаний целесообразно интегрировать и таким образом фор­мировать новую логическую структуру учебного предмета. Харак­терным примером такого подхода может быть построение интег-ративного курса «Искусство схемотехники», объединяющего два учебных предмета — «Электротехника» и «Радиоэлектроника» при подготовке специалистов радиотехнического профиля.