Исследовательская работа педагога "Развитие технического творческого мышления у учащихся через решение графических задач"
методическая разработка на тему

РАЗВИТИЕ ТЕХНИЧЕСКОГО ТВОРЧЕСКОГО МЫШЛЕНИЯ У УЧАЩИХСЯ ЧЕРЕЗ РЕШЕНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ ЗАДАЧ

Актуальность исследования. На современном этапе развития технократического мира становиться актуальным вопрос о формировании в учащихся основных понятий бережного гуманного отношения к окружающему миру и, как следствие, создания инновационных сберегающих техник и технологий. Следовательно, воспитание в подрастающих школьниках технологической культуры, технической грамотности, творческого созидательного профессионализма определяет педагогическую целесообразность данной исследовательской работы.

       Развитие технического творчества учащейся молодёжи рассматривается как одно из приоритетных направлений в школьной и вузовской педагогике. Необходимость её разработки обусловлены современными тенденциями социально-экономического развития нашей страны, взявшего курс на техническое переоснащение экономии и повышения роли человеческого фактора во всех научно-технических преобразованиях. Технологическая деятельность в условиях современного производства требует от квалифицированного рабочего, инженера и техника применения самого широкого спектра человеческих способностей, развития неповторимых индивидуальных физических и интеллектуальных качеств.

       Вопросы модернизации инженерного образования и качества подготовки технических специалистов обсуждались на заседании Совета при Президенте по науке и образованию. «Сегодня лидерами глобального развития становятся те страны, которые способны создавать прорывные технологии и на их основе формировать собственную мощную производственную базу. Качество инженерных кадров становится одним из ключевых факторов конкурентоспособности государства и, что принципиально важно, основой для его технологической, экономической независимости» (В.В. Путин).

Противоречия. Среди факторов, формирующих общий тендем противоречий, является рассогласование между потребностями родителей в формировании креативных, предприимчивых, самостоятельных и творчески мыслящих детей-выпускников, задачами общества по переходу на новый уровень научно-технического и социального прогресса и отсутствием теоретического и методического обеспечения образовательного процесса для достижения этой цели.

        Противоречие проявляется и в том, что с одной стороны, для эффективности труда ученых, изобретателей, рационализаторов необходимо обучать высококвалифицированные инженерные кадры, уже со школьной скамьи формировать у учащихся устойчивый интерес к науке и технике. А с другой стороны перед школой, в первую очередь, ставится задача воспитания дисциплинированных исполнителей, преодолевающих стандарты образования. Противоречием является и то, что современное общеобразовательное учреждение могло бы обеспечить новое качество образования посредством усиления его технического содержания, использования системы обучения школьников через творческий созидательный труд на уроках технологии, составным компонентом которого является черчение. Но, к сожалению, в учебных базисных планах идёт постепенное сокращение часов в образовательной области «Технология», а уроки предмета «Черчение» совсем изъяты из учебных планов. При этом образовательная система в целом, включая профильное образование, не способна развивать творческий технический потенциал у учащихся.

       Противоречием двуединого характера является и то, что сегодня учащийся это, во-первых, субъект в образовательном процессе, он активный созидатель, выстраивающий свою траекторию творческого развития, создатель образовательных продуктов, материальных и духовных, личностно и общественно значимых ценностей, в том числе характеризующихся субъективной новизной. Во-вторых, он же является и объектом образовательного процесса, всецело зависящим от предлагаемых ему методик, способов, приёмов, видов образовательных технологий. Ученик, в современной школе, становится «заложником» тех образовательных технологий, которые предлагаются школой, не имея возможности повлиять на процесс. Проявляется противоречие между тем, что хочет и может ученик и тем, что он должен изучать в соответствие с учебным базисным планом, даже если он имеет явно выраженные способности и таланты в различных областях образования.

Проблема исследования. Анализ выявленных противоречий позволяет, с учётом требований современной действительности, сделать вывод о необходимости введения в образовательный процесс учащихся педагогических технологий по обучению преобразовательной деятельности. Такое нововведение обуславливается необходимостью формирования у школьников творческого технического мышления. Заметим, что преобразовательная деятельность – это заданное от природы личностное качество человека, которое было крайне необходимым ему для выживания в процессе эволюционного развития. Сегодня необходимо восстановить в школьниках природные способности креативно мыслить, творчески созидать и смело изобретать.

Цель исследования: разработать педагогическую технологию развития технического творческого мышления у учащихся через решение графических задач.

       Техническое творчество учащихся включает в себя два взаимосвязанных процесса. Первый – собственно, творческая деятельность учащихся, цель которой совпадает с целью технического творчества вообще (другое дело, что она часто бывает, не достигнута). Второй – учебно-воспитательная работа педагогов, целью, которой является развитие способностей учащихся к творчеству. Таким образом, техническое творчество учащихся – это педагогический процесс.

        Проведённый анализ психолого-педагогической литературы исследований авторов Д.В. Вилькеевой, Т.В.Кудрявцева, И.Я. Лернера, А.М. Матюшкина, М.И. Махмутова, И.С. Якиманской, посвящённой вопросам структуры и содержания процессов технического творчества и его развития, показал, что все авторы придают большое значение этапу поиска идеи и решения творческой задачи. Более того, авторы считают, что для учащихся решение технических творческих задач является главным моментом в развитии технического творчества в целом. Так, например, Т.В. Кудрявцев в формуле «психологическое осмысление механизма творчества – есть понимание динамики решения творческой задачи», по сути, отождествляет техническое творчество с решением творческих задач. И, как следствие, важным компонентом образовательного процесса становится использование методов решения творческих задач на уроках и занятиях технической направленности. Очевидным становится и тот факт, что всё большее значение приобретают сборники решения учебно-творческих задач развивающего характера, в особенности графических задач.

       Известную работу в части пересмотра содержания графического образования в последние годы провели доктора наук, профессора В.А. Гервер, В.В. Степакова, Л.Н. Анисимова, Н.Г. Преображенская. Исследование задачников по черчению авторов А.И. Иерусолимского, А.И. Островского, М.С. Куликова, С.В. Розова, Р.Л. Григори, И.А. Воротникова, Б.П. Никитина показало, что, кроме общедидактической стороны активизации познавательной деятельности учащихся, применения знаний на практике и контроль этих знаний, задачи в черчении несут специфическую нагрузку. Это – формирование технических умений и навыков, развитие образно-пространственных представлений, воспитание у учащихся правильного восприятия окружающего реального мира в соответствие с законами мироздания. Кроме того, процесс решения графических задач позволяет учащимся осмысленно использовать графические операции, структуру их действий, соединять воедино логические и фактические построения. Как следствие, развиваются навыки конструирования, моделирования и реконструирования технических объектов. Появляется понимание значимости, как мотивационного компонента, выполняемых работ и желание создания собственных проектов технической направленности с учётом имеющихся знаний, умений и навыков. Создаётся ситуация, при которой учащиеся может «изобретать», не подозревая о своих скрытых способностях и талантах. Таким образом, самостоятельное выполнение развивающих задач – это своеобразный «ключик» к решению различных проблемных ситуаций, умению самостоятельно добывать знания, систематизировать опыт, анализировать результаты. Правомерно утверждать, что умение решать графические творческие задачи соответствуют высокому уровню усвоения знаний и являются контрольно- измерительным инструментом диагностики этих знаний. Решение творческих задач формируют своеобразную отзывчивость интеллекта на активную умственную работу, которая весьма полезна при любых видах деятельности школьного образования.

Анализ учебных программ по развитию творческого технического мышления. Развитие технического творчества учащейся молодёжи рассматривается как одно из приоритетных направлений в педагогике. В связи с этим, образовательный курс по черчению постоянно прогрессирует, что определено социальными процессами, происходящими в обществе. Совершенствуется, обновляется, пересматривается графическая подготовка школьников с информационных и культурологических позиций. Информатизация общества создала предпосылки и обусловила необходимость пересмотра целей, задач, содержания курса черчения и разработку новых учебных дополнительных программ по графике. Изменения вызвали необходимость расширения предметной области черчения за счет введения компьютерной графики, материала по освещению исторических аспектов графического языка, совершенствованию его методов.

     Таким образом, приобщение к графической культуре становится целью обучения по черчению современных школьников, и конкретизируются в основных задачах:

• изучение графического языка являющего всемирным средством технического общения; передача и хранение графической информации с помощью различных методов и способов;
• развитие научно-технических подходов, мировоззренческих представлений;
• освоение правил и приемов выполнения и чтения чертежей различного назначения;
•  развитие логического, пространственного, технического творческого мышления и формирование умений преобразовывать формы предметов, изменять их положение и ориентацию в пространстве.

       Формирование графической культуры школьников неотделимо от развития образного (пространственного), логического, абстрактного и творческого мышления. Курс черчения у школьников формирует аналитические и созидательные (включая комбинаторные) компоненты мышления и является основным источником развития статических и динамических пространственных представлений. Творческий потенциал школьников развивается посредством привлечения их в различные виды новаторской деятельности по распознаванию, воспроизведению, решению типовых и нетиповых задач, требующих применения графических знаний в новых ситуациях. Поэтому, целесообразно в процесс усвоения учебного материала каждого раздела включать решения пропедевтических творческих задач, локально направленных на усвоение соответствующих знаний. Как следствие, систематическое обращение к творческим (развивающим) задачам создаст предпосылки для развития креативного творческого мышления учащихся, которые в конце обучения реализуются в объектах технического конструирования и моделирования.

       Перечисленные концептуальные положения взаимосвязаны, взаимообусловлены и раскрывают современные представления о графической подготовке школьников. Как известно, сегодня обучение графической грамотности учащейся молодёжи организовано в высших и средних профессиональных учебных заведениях. В школьном образовании черчение является составной частью образовательной области «Технология» для мальчиков, поэтому говорить о том, что современные школьники могут получить качественные знания и умения по черчению не приходиться. Целесообразным становится обучение школьников в системе дополнительного образования. Тем более, что организация образовательного процесса имеет ряд существенных преимуществ. Это продолжительность учебного процесса от 144 часов до 216 часов (второй, третий и последующие годы обучения), комфортное количество обучаемых детей от 10-15 человек в группах, и, пожалуй, самым важным является свобода выбора тематики, методики создаваемой образовательной программы.

        Для подтверждения данного предположения  проведём сравнительный анализ нескольких вариантов типовых и авторских учебных программ.

Таблица 4. SWOT-анализ нескольких вариантов учебных программ.

      Аспектный анализ предложенных учебных программ по техническому черчению подтверждает предположение о том, что рамки стандартов обучения (программа СПО) и недостаточное количество учебного времени (программа ОСО) не позволяют полностью охватить все аспекты полноценного графического образования учащихся. Для развития технического творческого мышления учащихся необходимо, наряду с обязательным введением в учебный процесс решений развивающих творческих задач, внедрять современные компьютерные технологии, в том числе обучающую программу «Компас».

Практика реализации дополнительной образовательной программы по развитию технического творческого мышления. Предложенная в данной исследовательской работе образовательная программа по компьютерному черчению «Компас», (см. в перечне разработок на сайте) является одним из компонентов в обучении графической грамотности учащихся. Программа основывается на обучающем материале «Азбука компас» компьютерной программы «КОМПАС-3D V13 Home», разработанный для операционной среды «MS Windows» в системах «КОМПАС–График» (двухмерная графика) и «КОМПАС-3D» (трёхмерная графика). Добавлено расширение и углубление образовательной области черчение, особенно её техническое содержание. А также, программа усилена комплексом задач на развитие технического творческого мышления, при решении которых формируются умения выполнять практические задания в ручной графике. Программа может быть использована в качестве курсов по выбору для учащихся старших классов технического профильного школьного образования, а также в системе дополнительного образования для воспитанников, тяготеющих к научно-техническому творчеству.

       Предложенная образовательная программа является нормативным документом, определяющим соответствующий уровень графической подготовки учащихся. Программа предусматривает формирование у учащихся ключевых компетенций в образовательной области черчение и развитие творческого технического мышления через обучение компьютерному черчению в программе «Компас» и решению практико-ориентированных задач с элементами ручной графики.

       В основе реализации программы лежат принципы научности, политехничности, универсальности, практичности, стандартности, вариативности, технологичности, историчности.

       Отличительной особенностью данной программы является интеграция различных составляющих в обучении: теоретических, практических, развивающих, информационно-коммуникационных технологий во взаимосвязи с реальной жизнью. Обучающий процесс позволяет учащимся осознанно переводить образы реализуемых объектов в комплекс графической информации и, наоборот, извлекать из графического изображения заложенную в нём информацию о реальном объекте. Это делает программу информационно насыщенной и практически реализуемой.

       В учебной программе подробно рассмотрены компоненты применяемых педагогических технологий, усиливая, тем самым, научно-методическую составляющую образовательного процесса. На этой основе программа даёт возможность грамотно формировать у учащихся целый ряд обобщённых аналитико-синтетических мышлений (анализ, синтез, выделение, соотнесение, конкретизация), навыков учебной работы, необходимых для овладения рациональными приёмами графической грамотности.

       С целью практического ознакомления работы «Компас» на производстве, в образовательной программе предусмотрены профориентационные экскурсии на предприятия Республики (Камаз, Нефтехим, Танеко, Архитектурно-проектная мастерская «Форум», и пр.), позволяющие раскрыть особенности использования графической системы «Компас» в инженерно-технических условиях.

       Результативность и критерии оценки освоения программы предполагает выявление уровня усвоения учебного материала при изучении, как отдельных разделов, так и всего курса обучения в целом. Текущий контроль усвоения материала в программе осуществляется путём устного опроса и графических (контрольных, творческих) работ. При этом определяются проблемные места в усвоении учебного материала и фиксирование внимания воспитанников на сложных понятиях, терминах и процессах. При выполнении графических (контрольных, творческих) работ используется система оценок, которая наиболее точно выражает уровень выполнения практических заданий.

       Развивающие задачи являются неотъемлемой частью обучения предложенной образовательной программе и определяют уровень технического мышления учащихся, которое проверяется по тестам «Беннета» в начале (начальный уровень), в середине (вторичный уровень) и в конце учебного курса (обобщающий уровень). По итогам тестирований проводится рейтинг-контроль, подсчитывается индивидуальный средний балл интегральной оценки показателей и определяется уровень творческого технического мышления. Полученные результаты ранжируются педагогом и анализируются воспитанниками.

       Основными формами итоговых показателей реализации программы на определённых этапах обучения являются графические работы, которые выполняются по конструкционным картам и чертежам, только по конструкционным картам и без карт и без чертежей, с исправлением ошибок на образце. Обобщающие контрольные работы (по карточкам-заданиям) являются показателями итогов окончания тематических разделов. Основным показателем реализации программы по блоку «Архитектурное проектирование» является творческая работа. Поэтапное решение задач на творческое техническое мышление обобщается в форме теста Беннета.

       Для достижения наибольшей результативности учебный процесс спланирован совокупно, комплексно, по принципу «от простого к сложному». Полный курс обучения рассчитан на 360 часов сроком на 2 года. Занятия организованы согласно стандартам школьного дополнительного образования в первый год обучения по 2 часа 2 раза в неделю и во второй год обучения по 2 часа 3 раза в неделю. Оптимальная рекомендуемая наполняемость в группах 15-12 человек в возрасте от 14 -18 лет.

       Для проведения занятий предложено авторское дидактическое средство обучения задачник «270 задач для самостоятельного активного мышления» (см. в перечне разработок на сайте), тесты Беннета, а также учебно-методический комплекс по черчению для учителя и учащихся.

Заключение. Предложенная образовательная программа формирует общую систему компетентностей по развитию творческого технического мышления, состоящую из совокупности компонентов обучения и воспитания. Когнитивного, включающего в себя познавательный опыт личности, полученный в результате обучения по программе «Компьютерное черчение». Деятельностного, формирующего опыт осуществления способов деятельности, практических умений и навыков в компьютерной программе «Компас». Творческого опыта активной деятельности, формирующегося в результате систематического решения развивающих технических задач по задачнику «270 задач для самостоятельного активного мышления» и мотивационного опыта отношений личности, характеризующегося воспитанием технологической культуры учащихся, их понимания значимости выполняемых работ.

       Таким образом, структурно-функциональный анализ проблемы разработки педагогической технологии развития творческого технического мышления у учащихся через решение графических задач, рассмотренной в данной исследовательской работе, является целесообразным и действенным

Библиография.

1. Аксенова Э.А. Технологическая культура школьников / На пути к 12 летней школе. Сб. науч. трудов / Под ред. Ю.И. Дика, A.B. Хуторского. М.: ИОСО РАО, 2000.-С. 280-285.
2. Актуальные проблемы технологического образования: Сб. науч. статей. Вып. 1. Брянск: Изд-во БГПУ, 2000. 104 с.
3. Андреев В.И. Педагогика: учебный курс для творческого саморазвития / В.И. Андреев. - 2-е изд. - Казань: Центр инновационных технологий, 2000. - 608
4. Анисимов Н.М. Современные представления об изобретательской и инновационной деятельности / Н.М. Анисимов / Школьные технологии. - 1998. - №5. - С.49-75.
5. Белозерцев В.И. Личность инженера как субъекта технического творчества. / Матер. 5-ой Всесоюзной науч. практ. конф «Теория и методы технического творчества» 4-6 сент.1990. Ижевск: «Эвристика», 1990 - С. 82 - 83.
6.  Беспалько В.П. Слагаемые педагогической технологии. М.: Педагогика, 1989.- 192 с.
7. Богоявленская Д.Б. Психология творческих способностей. - М., 2002.
8. Ботвинников А.Д., Виноградов В.Н., Вышнепольский И.С. Черчение: Учеб. для общеобразовательных учреждений. - М.: Астрель, 2013.
9. Ботвинников А.Д., Виноградов В.И., Вышнепольский И.С Методическое пособие к учебнику 3.Ботвинникова А.Д., Виноградова В.И., Вышнепольского И.С «Черчение. 7-8 классы» АСТ Астрель. Москва 2006 .
10. Быков В.П. Методика проектирования объектов новой техники: Учеб. пособие. М.: Высш.шк., 1990. 168 с.
11. Василенко Е.А., Жукова Е.Т. Карточки-задания по черчению для 7 класса. -М.: Просвещение,
12. Воротников И.А. Занимательное черчение. - М.: Просвещение, 1990.
13. Вишнякова С.М. и др. Экология и охрана окружающей среды: Толковый терминологический словарь. М.: Всемирный следопыт, 1998. 480 с.
14. Гервер В.А. Творческие задачи по черчению. – М.: Просвещение,1991.
15. Гордиенко Н.А. Черчение: Учебник для 9 классов общеобразовательных учреждений. – М.: ООО «Издательство АСТ», 2001.
16. Давыдов В.В. Теория развивающего обучения. М.: ИНТОР, 1996. 544 с.
17. Елисеев С.А., Матяш Н.В. Лекции по психологии проектной деятельности школьников. Брянск: Изд-во БГПУ, 2000. 132 с.
18. Карточки-задания по черчению: 8 кл. / Под ред. В.В.Степаковой. - М.: Просвещение, 2000.
19. Конев Д.Б., Овечкин В.П. Самообразование в постиндустриальном обществе // Технологическое развитие в условиях модернизации образования. М.: Изд-во МИОО, 2004. С. 120- 121.
20. Коновалов A.A. Логика изобретения. Ижевск: «Удмуртия», 1990. 128 с.
21. Овечкин В.П. Основы проектирования содержания технологического образования // Вестник Удмуртского университета. Серия «Психология и педагогика». -2004. № 11. - С. 94- 102.
22. Овечкин В.П. Техника и потребности человека // Инновационное образование и инженерное творчества. М.: ЭВРИСТИКА, 1994. С. 49 - 54.
23.  Ожегов С.И. Словарь русского языка: Ок. 57000 слов. 16-е изд., испр. / Под ред. НЛО. Шведовой. М.: Изд-во «Русский язык», 1984. 797 с.
24. Педагогический энциклопедический словарь / Гл. ред. Б.М. Бим Бад. М.: Большая Российская энциклопедия, 2002. — 528 с.
25. Словарь-справочник по черчению / В.Н. Виноградов, Е.А. Василенко, А.А. Альхименок и др. - М.: Просвещение, 1999.
26. Степакова В.В.Черчение:-М.,2005,-205с.
27. Черкова М.А., Чибизова А.М. Творческая деятельность как средство развития личности учащихся. - Кемерово, 1995.