Проблемы преподавания курса физики на строительном факультете и возможные сценарии их решения

Проблемы преподавания курса физики на строительном

факультете и возможные сценарии их решения

Петрозаводский государственный университет (Петрозаводск, Россия)

*****@***ru

Изменение статуса выпускников технических специальностей (бакалавр) потребовало от преподавателей физики пересмотра основных концептуальных подходов методического обеспечения учебного процесса, связанного с широким спектром проблем, озвученных как в виде журнальных статей, так и в тезисах докладов конференций [1]. В обобщённом виде эти проблемы сводятся к следующему.

Переход на двухуровневую систему подготовки специалистов технического профиля привёл к резкому (а порой катастрофическому) сокращению числа аудиторных часов, выделяемых на физическое образование, при этом такое сокращение коснулось всех основных компонентов учебного плана. Возникшая ситуация объясняется единоначалием методических Советов факультетов, поэтому необходимое общее сокращение учебных часов при переходе на четырёхлетний цикл обучения чаще всего решается за счёт общеобразовательных дисциплин. Логическим следствием такой «оптимизации» учебного процесса является её влияние на качество как промежуточного контроля процесса усвоения материала, так и его завершающего этапа (сокращение числа зачётов и экзаменов), что ослабляет ответственность студентов к учёбе.

Следующая по важности проблема связана с состоянием подготовки в школах по физике, так как приобретённые там знания являются фундаментом их совершенствования в вузе. А то, что такая проблема существует, следует из анализа результатов ЕГЭ по физике, который показывает устойчивую тенденцию к уменьшению данного «входного» параметра потенциального студента. Третья проблема связана с тем обстоятельством, что физика на технических факультетах относится к числу непрофилирующих дисциплин, что не способствует пониманию студентами необходимости и важности физики в дальнейшей профессиональной деятельности и, наоборот, порождает пассивность процесса обучения и его слабую мотивационную составляющую.

Усиление межпредметных связей физики с другими дисциплинами учебного плана строительной специализации как средство повышения её престижа обеспечивается тем, что многие предметы учебного процесса используют родственный с физикой понятийный аппарат, а также одинаковое теоретическое описание родственных явлений, что неминуемо приводит к дублированию изложения конкретных разделов.

Повышению заинтересованности студентов в изучении физики способствует методически грамотное применение мультимедийных технологий, а также использование компьютерного моделирования различных физических процессов.

Стремление обеспечить престиж физического образования студентов требует серьёзной переработки методического обеспечения процесса обучения.. И здесь примером может служить медицинский факультет, на котором в рамках учебного предмета «Медицинская и биологическая физика» логически увязывается изложение законов физики с работой отдельных органов человека и всего организма в целом.. Аналогичный подход в реализации методического обеспечения физического образования студентов-строителей может быть реализован в рамках курса «Строительная физика». В качестве «теоретического» обоснования такой трансформации учебного процесса можно сказать следующее. Проектирование зданий различной принадлежности должно обеспечить не только достаточную степень безопасности их эксплуатации, но также и комфортное пребывание человека при непосредственном «использовании» выше упомянутых зданий. При этом комфортные условия жизнедеятельности человека обеспечиваются в первую очередь состоянием физической среды внутренних помещений зданий, которую можно разделить на климатическую, звуковую и световую. Формирование вышеуказанных физических сред определяется потоком энергии (световой, тепловой, звуковой) от различных источников, и эти вопросы решает строительная физика, основными разделами которой являются архитектурная климатология, архитектурная акустика и архитектурная светотехника. Естественно, что в основе упомянутых составляющих курса строительной физики лежат соответствующие разделы курса общей физики.

Архитектурная акустика при проектировании зданий различного типа решает две задачи. Во-первых, рассматривая процессы распространения звуковых волн внутри помещений и их проникновения через строительные ограждения, устанавливаются строительные нормы, обеспечивающие оптимальные условия восприятия звуковых сигналов, так как звук как носитель речевой и музыкальной информации должен доходить до «потребителя» в неискажённом виде, а во-вторых, решаются вопросы звукоизоляции и предотвращения вредных воздействий производственных и бытовых шумов, при этом вся совокупность архитектурно-строительных методов основана на различных физических законах, связанных с процессом распространения звуковых волн и их взаимодействием с ограждениями.

Архитектурная климатология решает задачи формирования в помещениях микроклимата, отвечающего требованиям теплового комфорта, качество которого должно соответствовать совокупности технологических и гигиенических требований. При эксплуатации зданий определяющим является тепловой режим помещений, от которого зависит ощущение теплового комфорта людей, нормальное протекание производственных процессов, состояние и долговечность конструкций зданий и его оборудования. Тепловая обстановка в помещениях определяется совместным действием ряда факторов: температуры, влажности воздуха, наличием воздушных потоков и т. д., взаимно влияющих друг на друга. И в этом случае решение указанных задач связано с конкретными физическими явлениями и их законами.

Создание соответствующей световой и цветовой среды решается с помощью архитектурной светотехники, физической основой которой является исследование принципов и разработка способов генерации, пространственного перераспределения, измерения спектральных и энергетических характеристик оптического излучения и преобразования энергии света в другие виды, оптические свойства строительных материалов и конструкций, влияние света на зрительное восприятие интерьеров. Следует отметить, что освещение формирует у человека зрительные образы, и это обстоятельство вызвало появление световой архитектуры и светового дизайна, играющих важную роль. Термин «световая архитектура» стоит в ряду таких понятий, как каменная или деревянная архитектура, при этом свет в архитектуре - не только освещение и подсобное средство, а материал, который научились рассчитывать, как различные конструктивные элементы. И, как уже отмечалось, в основе архитектурной светотехники также лежат объективные физические законы, с изучения которых и начинается изложение данного раздела строительной физики. Таким образом, сохраняя основные положения курса общей физики, её акценты в большей степени связаны со строительной спецификой. Соответствующий подход к разработке методического обеспечения курса строительной физики может быть реализован с помощью уже имеющихся учебных пособий [2], [3].

Литература

1. Физика в системе современного образования // Материалы XI Международной конференции, Волгоград, 19-23 сентября 2011 г. – Волгоград: Изд-во ВГСПУ «Перемена», 2011.

2. , Малиненко основы архитектурной акустики. Петрозаводск: Изд-во ПетрГУ, 2008.132 с.

3. , Малиненко основы архитектурной климатологии. Петрозаводск: Изд-во ПетрГУ, 20с.