ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ПРОЕКТ «Развитие проекционного мышления»
проект на тему

Приложение 3.1.1

МУНИЦИПАЛЬНОЕ БЮДЖЕТНОЕ  ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

СРЕДНЯЯ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ШКОЛА №2

ГОРОДСКОГО ОКРУГА ГОРОД ВОЛГОРЕЧЕНСК

КОСТРОМСКОЙ ОБЛАСТИ

ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ПРОЕКТ

«Развитие проекционного мышления»

2012-2013 уч. год

(возраст учащихся  14- 17 лет)

Волгореченск 2013-2014

Содержание:

I. Введение.

II. Основная часть.

1. Исторический очерк.

2.Сущность понятия «проекционное мышление».

3.Характеристика проекционного мышления как психологического контента.

4. Методика развития проекционного мышления.

4.1. Вопросы теории проекционного мышления.

4.2. Терминология в инженерной графике.

4.3. Формирование проекционных понятий.

4.4. Связь преподавания инженерной графики и геометрии в процессе развития проекционного мышления.

5. Применение линейной перспективы в развитии проекционного мышления.

6. Исследование эффективности развития проекционного мышления  учащихся 8, 9, 10, 11 классов.

7.Выводы эффективности развития проекционного мышления.

III. Заключение.

IV Список литературы.

I. Введение.

Актуальность, педагогическая целесообразность:

Развитие проекционного мышления, происходит в процессе овладения ребенком накопленными человечеством знаниями и является одной из существенных характеристик онтогенеза психики ребенка. Высокий уровень развития проекционного мышления является необходимым условием успешного усвоения разнообразных общеобразовательных и специальных технических дисциплин на всех этапах обучения, подчеркивая тем самым актуальность данной темы исследования.

Проекционное мышление является существенным компонентом в подготовке к практической деятельности по многим специальностям. Оно необходимо для успешного изучения в школе инженерной графики, ИЗО, географии и геометрии, а в технических вузах – большинства учебных предметов. Оно требуется  людям разнообразных профессий: конструкторам и художникам, инженерам и строителям, модельерам, дизайнерам, архитекторам, геологам и другим профессиям, требования к которым предусматривают свободное владение графическими способами визуализации информации.

По утверждению многих исследователей практика обучения постоянно обнаруживает слабое развитие проекционного мышления учащихся, начиная с начальной школы и кончая вузом.

Кроме того, опыт работы показывает, что учащиеся часто не справляются с задачами как теоретического, так и практического характера, требующих для своего решения сформированности специфического вида мыслительной деятельности, обеспечивающего анализ проекционных свойств.

Недостатки в данной области образования сказываются на успеваемости учащихся по различным школьным предметам как, например, инженерная графика, ИЗО, геометрия, география, информатика.

Можно сказать, что в настоящее время процесс становления проекционного  мышления изучен не полностью. Неизвестны в полной мере условия его полноценного формирования в школьном возрасте. До сих пор не было проведено достаточно полного сравнительного исследования уровня развития проекционного мышления в зависимости от характера учебной деятельности на различных возрастных этапах.

Задача дифференциации учащихся в системе непрерывного образования требует разработки и применения таких диагностических методик, которые позволяли бы выявлять и оценивать психические свойства и качества, значимые для успешности усвоения различных систем знаний, овладения рядом профессий, для личностного развития в целом. К таким свойствам личности можно отнести проекционное  мышление, которое обеспечивает ориентировку в пространстве — видимом или воображаемом. Конечно, содержание, структуру, условия формирования и другие особенности проекционного мышления можно исследовать в индивидуальных (лабораторных) экспериментах. Однако разнообразные практические задачи, которые приходится решать психологам в современных условиях (профориентация, профотбор, выбор учеником предметов для углубленного изучения и т. п.), требуют проведения массовых исследований, получения оперативной информации об особенностях умственной деятельности учащихся, которая должна дополняться сведениями об их школьной успешности, клиническими наблюдениями за учебным поведением, педагогическими характеристиками.

Новизна проекта:

 Новизной проекта является дополнительное изучение развития проекционного мышления при помощи применения нетрадиционных средств в общеобразовательной программе на уроках ИЗО и факультативных занятих – изучение  линейной перспективы. Тем самым, изучая развитие мышления у учащихся получаем более глубокие и точные результаты исследования.

Научная проблема:

Проблемой изучения проекционного мышления, пространственного воображения у учащихся, являются проекционные и пространственные представления. Развитие воображения – важнейшее условие овладения умением представлять предметы в двух и трехмерном пространстве.

Важнейшим условием, обеспечивающим формирование проекционного мышления  является обучение учащихся приемам рассмотрения и запоминания предметов, а также и приемам их воспроизведения по памяти. На уроках ИЗО и инженерной графики учащиеся обучаются приемам анализа предметов: мысленного их расчленения на те геометрические тела, из которых они состоят, и выделения всех этих элементов. Это в свою очередь требует мысленного проведения границ каждого геометрического тела. Кроме того, нахождение геометрических тел предъявляет требования к приемам абстракции: учащиеся должны мысленно выделить в каждом геометрическом теле его существенные признаки.

Предмет исследования:

Применение методов развития проекционного мышления на уроках инженерной графики и ИЗО.

Объект исследования:

Учебный процесс в 8, 9, 10, 11 классах.

Гипотеза:

Предполагаю, что применение на уроках ИЗО и инженерной графики различных задач с использованием пространственного воображения приводит к повышению развития проекционного мышления у учащихся.

Цель исследования:

- изучить  развитие проекционного мышления школьников, их интеллектуальных и творческих способностей, усвоения графического языка и формирование графической компетенции.

Задачи исследования:

-  изучение развития интеллектуальных и творческих способностей школьников, их абстрактного, логического, проекционного, художественно-образного, художественно-конструкторского и инженерного мышления;

- изучение освоения общего чтения информации о трёхмерных объектах, процессах, явлениях;

- изучение специфических особенностей оформления архитектурных, дизайнерских, технических проектов;

- изучение освоения знаний линейной перспективы;

- приобщение к проектной деятельности, развитие творческого начала личности.

II. Основная часть.

1. Исторический очерк.

Необходимость развития проекционного мышления возникла в глубокой древности в связи с необходимостью изображать на плоскости предметы в трёхмерном пространстве. История свидетельствует, что египетские пирамиды и храмы, величайшие сооружения Древней Греции и Рима были построены по изображениям – прототипам современных чертежей. Так, первоначальные сведения о построении изображений с применением проекционного мышления обнаружены в работах древнегреческого ученого Эсхила (525-456 г.г. до н.э.). (лит.12). Он был большим знатоком наблюдательной проекции, в развитие чего внёс значительный для того времени вклад.

Способы построения перспективных изображений при помощи проекционного мышления были изложены в трактате  «Десять книг об архитектуре» древнегреческого ученого и архитектора Витрувия (конец I в. до н.э.). (лит. 10). Им были обобщены труды Эсхила, Демокрита и других древнегреческих ученых, внёсших большой вклад в развитие проекционного мышления.

Закономерностями построения изображений окружающей действительности при помощи проекционного мышления, занимались и художники. Живопись древних времён не сохранилась, и неизвестно, какой она была в те далёкие времена. Но высокое развитие архитектуры, скульптуры, дошедшей до наших дней, и труды древних ученых, философов дают основания предположить, что проекции и перспектива в творчестве художников занимали важное место.

В течении длительного времени (около тысячи лет) наука о построении графических изображений не получала дальнейшего развития. Одна из причин застоя связана с мрачной эпохой средневековья.

В эпоху Возрождения начинается вновь развитие теории проекции. Открытие закономерностей в перспективе стало большим событием в области развития проекционного мышления. Применение мышления художниками стало необходимым условием создания реалистических произведений.

 Итальянский зодчий и скульптор Лоренцо Гиберти (1378-1455г.г.) постарался определить законы построения перспективных изображений, перенося из на скульптурные рельефы. На основе проекционного мышления им выполнены рельефные изображения для всемирно известных бронзовых дверей собора Санта Мария дель Фьоре во Флоренции. (лит. 11).

Большой вклад в теорию развития проекционного мышления внёс гениальный итальянский художник и ученый Леонардо да Винчи (1452-1519г.г.). свои теоретические положения он изложил в «Трактате о живописи». ( лит.12).

Значительную роль в развитии проекционного мышления сыграл знаменитый французский ученый, геометр и инженер, общественный деятель времён Великой французской революции Гаспар Монж (1746-1818г.г.). работы Гаспара Монжа явились логическим завершением всего, что было сделано раньше, и началом нового этапа в развитии науки о построении графических изображений. ( лит. 12).

Большой вклад в развитие теории проекционного мышления внесли русские художники-педагоги IVIII и особенно ХIХ века.

С.К. Зарянко (1818-1870г.г.) считал, что нужно упростить научные положения и способы изучения перспективы, сделать их более наглядными и подходить к ним при помощи развитого проекционного мышления (видения предмета в проекциях  «насквозь»). ( лит. 11).

В 1834 году было издано учебно-методическое пособие «Курс рисования», написанное военным инженером и известным художником-любителем А.П.Сапожниковым. ( лит.8). очень важно, что это было первое методическое пособие для общеобразовательных учебных заведений. Автор разрабатывал модели из проволоки и картона, которые помогали учащимся развивать проекционное мышление.

 П.П.Чистяков (1832-1919г.г.) считал, что форма предмета в пространстве не может быть нарисована с помощью «талантливого глаза», она требует строгой точной проверки. Надо уметь смотреть на натуру и, главное видеть её в проекции. Большим событием во второй половине ХIХ века в России было введение в общеобразовательной школе учебных предметов рисование и черчение. Именно эти предметы играют ведущую роль в развитии проекционного мышления у учащихся с 1-го класса.

2.Сущность понятия «проекционное мышление».

Проекционное мышление - вид умственной деятельности, обеспечивающий создание пространственных образов и оперирование ими в процессе решения практических и теоретических задач. Это сложный процесс, куда включаются не только логические (словесно-понятные) операции, но и множество перспективных действий, без которых мышление протекать не может, а именно опознание объектов, представленных реально или изображённых различными графическими средствами, создание на этой основе адекватных образов и оперирование ими по представлению. Являясь разновидностью образного мышления, проекционное мышление сохраняет все его основные черты, и тем самым отличается от словесно-дискурсивных форм мышления. Это различие мы видим, прежде всего, в том, что проекционное мышление оперирует образами, в процессе этого оперирования происходит их воссоздание, перестройка, видоизменение в требуемом направлении. Образы здесь являются и исходным материалом, и основной оперативной единицей, и результатом мыслительного процесса. Это не означает, конечно, что при этом не используются словесные знания. Но, в отличие от словесно-дискуссивного мышления, где словесные знания являются основным содержанием, в образном мышлении слова используются как средства интерпретации уже выполненных в образах преобразований. (лит.16).

Проекционное мышление формируется на всех этапах онтогенеза под влиянием различных обучающих воздействий, имеет ярко выраженную индивидуальную специфику, особенности ее проявления в разнообразных видах деятельности (игровой, учебной, профессиональной).

Содержанием проекционного мышления является оперирование пространственными образами на основе их создания с использованием наглядной опоры (предметной или графической, разной меры общности и условности). Оперирование пространственными образами определяется их исходным содержанием (отражение в образе геометрической формы, величины, пространственной размещенности объектов); типом оперирования (изменение в ходе оперирования положения объекта, его структуры); полнотой, динамичностью образа (наличием в нем различных характеристик, их системности, подвижности и т. п.).

Все эти особенности проекционного мышления отражают процесс работы с образом, позволяют выявлять его качественное своеобразие, фиксировать возрастные и индивидуальные особенности проявления этого процесса, что весьма существенно в диагностических целях.

Важно подчеркнуть, что особенности проекционного мышления нельзя выявить в полной мере, используя для этого различные головоломки, пространственно-комбинаторные игры и т. п.

В реальной практике (игровой, учебной профессиональной) проекционное мышление всегда включено в решение различных задач, опирается на систему знаний, которые не могут (и не должны) нивелироваться. Этой точки зрения придерживаются многие прогрессивные тестологи, которые разрабатывают новые конструкции тестовых методик. Как считают многие из них, современные диагностические методики должны фиксировать не только общую результативность (продуктивность) выполнения заданий, но и процессуальную сторону его выполнения, так как без этого трудно выявлять индивидуальные различия между людьми, оценивать их не только количественно, но и качественно, корригировать обучающие воздействия и т. п. ( лит.13).

Важно, чтобы диагностические методики способствовали выявлению индивидуальных стратегий решения тестовых задач, проверке устойчивости их проявления на разном материале, фиксировали особенности проработки этого материала. Только на этой основе можно дифференцировать людей по уровню развития проекционного мышления, выявлять качественные его особенности, давать рекомендации к его развитию и использованию в различных видах деятельности с учетом целей и задан этой деятельности, требований к ее осуществлению.

3.Характеристика проекционного мышления как психологического контента.

Одной из разновидностей образного мышления является проекционное мышление, которое, обладая всеми характерными особенностями образного мышления, имеет свои специфические черты. Проекционное мышление в своих наиболее развитых формах формируется на графической основе, поэтому ведущими образами являются для него зрительные образы. Переход от одних зрительных образов, отражающих пространственные свойства и отношения, к другим, постоянно наблюдается в решении тех задач, где используются разнотипные графические изображения. На их основе возникают не только отдельные образы, адекватные каждому изображению, но их целостная система.

Умение мыслить в системе этих образов и характеризует проекционное мышление. В проекционном мышлении проявляются основные характерные черты образного мышления, такие как: динамизм, перекодирование образов, оперирование ими в целях создания новых и др. В частности, для создания пространственных образов и оперирования ими в процессе решения задач (практических, профессиональных, графических) важным является выбор проекционной системы отсчета. Последнее, например, не является существенным моментом в создании образов в их предметном, вещественном содержании.

Можно сказать, что проекционное мышление, как компонент в решении практических задач, связанных с ориентацией на местности, в мире вещей и природных явлений формируется гораздо раньше, чем образное мышление. Это особенно отчетливо проявляется в раннем онтогенезе. Исходя из теоретических положений С.Л. Рубинштейна, И.С. Якиманской был реализован подход к изучению проекционного мышления как динамического единства субъективного и объективного, их тесного и неразрывного взаимообогащения в процессе деятельности.(лит. 14). Экспериментально показано, что формы и уровни проекционного мышления определяются с одной стороны, объективным содержанием материала, (характером его наглядности, условности, обобщенности), а с другой стороны,- познавательной активностью субъекта, реализуемой в процессе решения задач, требующих создания пространственных образов и оперирования ими. Уровень этой активности зависит от овладения субъектом средствами деятельности, т.е. способами представливания. Исходя из того, что оперирование образами это особый вид деятельности представливания, который не совпадает ни по своему содержанию, ни по условиям осуществления, ни по результатам с процессом создания образа, И.С. Якиманская тем самым получила возможность определить основную функцию проекционного мышления, под проекционным мышлением подразумевается свободное оперирование пространственными образами, созданными на различной наглядной основе, их преобразований с учетом требований задачи. (лит. 1).

Основу проекционного мышления как разновидности образного мышления составляет деятельность представливания, протекающая в разнообразных формах, на разном уровне. Внутри каждого из этих уровней можно выделить различные типы и создания образов и оперирования ими, что обусловлено определенными конкретными условиями. При создании любого образа, в том числе и пространственного, мысленному преобразованию подвергается наглядная основа, на базе которой образ возникает. При оперировании образом мысленно видоизменяется уже созданный на этой основе образ, нередко в условиях полного отвлечения от него. Интенсивно формирующиеся в дошкольном детстве процессы наглядно-образного мышления и творческого воображения играют важную роль не только в жизни маленьких детей, но и в деятельности взрослого человека-рабочего, инженера, ученого, писателя,- отмечал А.В.Запорожец. Он писал, что в области математики и теоретической физики, где, казалось бы, отвлеченное абстрактное мышление должно иметь исключительное значение, первостепенную роль играет интуитивное, наглядно-образное познание действительности. Об этом свидетельствуют воспоминания Н.Винера, П.Капицы, А.Эйнштейна. Сходные идеи высказывает и Дж. Брунер.(лит. 6). Он подчеркивает, что познание мира носит, прежде всего, чувственный и двигательный характер. Ничто не может быть включено в мысль, не пройдя сначала через все наши чувства и, особенно через двигательную активность, направленную во внешний мир. Сенсомоторное отображение действительности не формируется исключительно только в первые годы, оно продолжает развиваться на протяжении всей жизни человека: мы учимся не только ходить, но и кататься на лыжах и др. К этому способу отображения действительности добавляется, так называемое, иконическое отображение. Ребенок интериоризирует и откладывает в памяти образы воспринятых им реальных объектов. Такое представление мира с помощью мысленных образов служит первым шагом к символическому представлению и характерно для школьного возраста. В подростковом и юношеском периоде мир образов постепенно уступает место понятиям. Это еще один способ познания. Условием для его развития служит речь. Каждый из трех способов представления - действенный, образный и символический - отражает события своим особым образом. Каждый из них  накладывает свой отпечаток на психическую жизнь ребенка в разных возрастах. В интеллектуальной жизни взрослого человека эти три формы сохраняются и развиваются. (лит. 15).

4. Методика развития проекционного мышления.

4.1. Вопросы теории проекционного мышления.

Теоретические основы метода развития проекционного мышления исходят из такого представления о процессе построения проекций, когда изображаемый предмет предполагается расположенным в фиксированном (неподвижном) положении в пространстве трёхгранного угла, грани которого (являющиеся плоскостями проекций) совмещаются в одну плоскость, принимаемую за плоскость чертежа. Казалось бы, прошло достаточно времени, чтобы обстоятельно изучить и подвергнуть всестороннему психолого-педагогическому исследованию все аспекты методики обучения основам проецирования, исходя из общепринятой геометрической теории.

Однако наблюдается, что к геометрической теории чертежа, к методам развития проекционного мышления, как и к психолого-педагогическому обоснованию этих методов, до сих пор нет согласованного подхода. В последние годы ведущие ученые геометры отмечали в своих работах расхождения между теорией и практикой изображений.

Между тем теория рекомендует деление пространства закреплёнными плоскостями проекций на квадранты и октанты с возникающими отсюда видимыми и невидимыми четвертями, осями проекций, теорией следов и совмещений. (лит. 1)

В психолого-методическом обосновании принципов организации условий зрительного восприятия натуры, при выполнении чертежа в системе прямоугольных проекций возникают спорные положения. Они, включая разные подходы к геометрической теории чертежа, прослеживаются на следующем примере: вопрос – следует ли в процессе обучения основам проецирования при помощи проекционного мышления считать предмет (натуру) зафиксированным в определённом положении в пространстве или необходимо «манипулировать» (поворачивать, вращать) его, с тем чтобы легче было представить проекции. Поскольку среди методистов и психологов нет единства мнений по данному вопросу, учебная графическая деятельность школьников во многих случаях  строится необоснованно, хотя правильное его решение имеет весьма существенное значение для выявления рациональных приёмов выполнения и чтения чертежей и для метода развития проекционного мышления учащихся.

О природе рассматриваемых явлений и следствий, влияющих на процесс обучения, существуют различные точки зрения.

Первая утверждает необходимость поворотов предмета при выполнении чертежа. При этом предполагается доказанным, что определение предмета при чтении чертежа осуществляется на основе мысленного его поворота и сопоставления с данными проекциями или мысленного поворота данных проекций, с тем чтобы создать представление о форме изображенного предмета в пространстве. Отсюда следуют рекомендации о необходимости поворотов при выполнении чертежей для придания предметам положений, соответствующих выполняемым проекциям.

Вторая исходит из признания необходимости фиксирования (неподвижного положения) предмета во время выполнения его чертежа учащимися.

Один из подходов к такой трактовке вопроса состоит в объяснении взаимного расположения видов на чертежах, исходя  из того, что уточняющие добавления – спереди, сверху, слева и т.д. – «подсказывают, откуда надо смотреть на изображаемый предмет, чтобы связать представление предмета с данным его изображением». (лит. 1). При этом, что означает «смотреть слева» (в результате чего получается вид слева), надо установить:

- исходное положение наблюдателя;

- неизменную в каждом отдельном случае установку изображаемого предмета по отношению к плоскостям проекций.

В этом случае повороты предмета в процессе выполнения чертежа приводят к простому срисовыванию того или иного вида, а такой, не требующий напряжённой работы мысли приём, сочетаясь с отказом от использования проецирующего аппарата, затормаживает развитие проекционного мышления учащихся.

При чтении чертежа считается, что основная роль принадлежит аналитико-синтетической деятельности, сравнению, сопоставлению, рассуждению, а не поворотам. Сторонники этой точки зрения указывают, что многие лица, за которыми велись наблюдения, сразу «схватывают» форму предмета по чертежу или как бы постепенно «лепят» пространственный образ предмета, используя главный вид как опорный, соотнося его с другими видами и корректируя при этом первоначально возникшее представление о его форме.

Третья утверждает, что важнейшее задачей в обучении учащихся является сознательный приём мысленного представления предмета в проекциях, т.е. обучение учащихся созданию образа мышления. Здесь главное место имеет переход от «внешних» действий к мысленным, но сами «внешние» действия иные, т.к. они базируются не на поворотах предмета, и не фиксирование, а на принципиальных основах метода проекций, и утверждается необходимость оперирования представлениями в пространстве.

Поэтому в обучении приёму мысленного создания образа по чертежу считается важным ориентировать учащихся на рассмотрение вначале внешней формы предмета.

Рассмотрение различных точек зрения показывает, что направленные на теоретическое исследование выдвинутых положений, пока не удалось однозначно раскрыть процесс формирования проекционного мышления.

Для выявления оптимального подхода к развитию проекционного мышления учащимся были предложены самостоятельные графические работы одинаковой сложности на тему: «Выполнение чертежа детали в 3-х видах», где они должны по муляжу детали изобразить её в 3-х видах. Работа проходит по трём позициям передачи изображения формы предмета.

Обозначение позиций:

1. Под манипулированием оригинала подразумевается такая деятельность учащихся, в процессе которой оригинал (изображаемый предмет) поворачивается каждый раз до соответствующего положения.
2. Наблюдение фиксированного положения предмета с разных сторон состоит в том, что исполнитель имеет возможность смотреть на предмет только слева и сверху.
3. Наблюдение фиксированного предмета с фиксированной точки зрения имеет в виду ориентацию учащихся на мысленное представление предмета в проекциях. При этом выполнителю запрещается брать предмет в руки, поворачивать его с трёх сторон.

Методика и организация работы были следующими:

- исключалось влияние каких-либо случайных факторов;
- прослеживалось действие только проверяемых приёмов деятельности.

Результаты проверки проекционного мышления за 2008 -2013 уч. годы (% правильно выполненных заданий):

1 – позиция  41%

2 – позиция  67%

3 – позиция  83%

Эти данные указывают, что проекционное мышление лучше развивается в процессе приёма мысленных действий.

Более низкие показатели (41%) развития мышления падают на 1-ю позицию, в которой от учащихся требуется более развитая способность манипулировать предмет.

4.2. Терминология в инженерной графике.

Программный материал инженерной графики включает преимущественно разделы геометрического и проекционного черчения. Эти разделы содержат наряду с русскими большое количество иностранных терминов и понятий. Иностранные термины заимствованы из древнегреческого, латинского, французского, немецкого языка.

Знание терминов и понятий способствует правильному восприятию предмета. Усвоение терминологии включает такие элементы, как понимание смыслового содержания терминов, произношение, оперированию этими терминами.

Новые термины и их произношение учащиеся узнают впервые от учителя во время занятий. Развитие проекционного мышления не может существовать без знания и применения графических терминов.

Существует два недостатка в обучении школьников научной терминологии.

Во-первых, иногда за различными геометрическими фигурами, деталями закрепляются ненужные названия. Например, вместо «сфера» часто учащиеся говорят «шар»; вместо «призма» - «коробка»; «брусок»; вместо «прямая» - «полоска»; вместо «пирамида»  - «треугольник» и т.д.

Во-вторых, учащиеся очень часто, выполняя чертежи по проецированию, не знают названия деталей, их применения в быту и на производстве.

Учитель обязан растолковывать учащимся с первых уроков инженерной графики правильное название терминов, их применение.

Бедность языка учащихся отчетливо проясняется во время разъяснения возникших у него вопросов, в связи с чем-либо непонятным в графическом изображении. Например, он затрудняется выразить словами, что и где на чертеже по какой-либо причине ему не понятно. Вместо нужных слов – жесты, общие слова : «вот там», «сверху», «почти с краю» и т.д. возникает одновременно две проблемы: одна – непонятная часть изображения, вторая – как сообщить о непонятном.

Прежде всего, необходимо учить школьника грамотно формулировать вопросы, использовать для этого нужные слова и выражения.

В инженерной графике встречаются термины, в которых учащиеся больше всего делают ошибки. Рассмотрим их.

Синонимические термины (синонимы – слова, разные по звуковой форме, но одинаковые или очень близкие по содержанию).

Терминология по инженерной графике содержит определённое количество синонимических терминов. При этом характерны синонимические пары терминов, обозначающие одно и тоже понятие. Один термин – иностранный, другой – русский. Пример: «ортогональный – прямоугольный». Значение синонимов – терминов не всегда идентично понятию, например «проекция» и «изображение». Термин «изображение» имеет более широкий смысл: изображением называют рисунки, чертежи, схемы и т.д., а с термином «проекция» ассоциируется конкретное понятие: ортогональная проекция, изометрическая  проекция и т.д.

Омонимические термины (омонимы – слова, имеющие одинаковое звучание, но разное значение).

Несоответствие понятия и слова, а лишь некоторые аналогии – общий признак омонимических терминов. Так, например, термину «косынка» название дано по сходству формы детали и предмета, названию «губа» - по сходству действий губ человека и губ тисков.

Некоторые названия деталей говорят об их роли в работе машины, механизма, станка: ползун, толкатель, державка, резец и т.д.  Эти термины образованы от соответствующих им глаголов: держать – державка, прижимать – прижим, резать – резец, ползти – ползун.

Следовательно, незнакомые учащимся термины надо произносить правильно и четко, записывать их на доске. К простым терминам достаточно толкования, а к сложным – анализ морфологического состава и их толкование. Анализ вносит ясность в знания учащихся о терминах, позволяет полнее раскрыть их смысл.

Термины, связанные с развитием проекционного мышления:

Учащиеся в общеобразовательной школе обучаются инженерной графике в течении двух лет. Провелись исследования с проверкой знаний терминологии за два года обучения.

Результаты проверки знаний терминологии за 2008- 2013 уч. год:

1.  Ненужные названия

      2. Незнание названий деталей

3. Незнание применения деталей

4. Не правильная формулировка действий.

Как видно, учащиеся 1-го года обучения, не изучая сборочных чертежей и деталирования, почти не разбираются в названиях деталей и их применения. К 2-му году обучения результаты знаний терминологии значительно увеличиваются благодаря постепенному поэтапному их изучению.

4.3. Формирование проекционных понятий.

Учитывая особенности пропедевтического обучения, учителю инженерной графики важно иметь в виду необходимость обобщения и уточнения сведений, подчерпнутых учащимся в разное время из различных источников, а также необходимость первоначального формирования у них основных проекционных понятий.

С формированием понятий о чертеже в прямоугольных проекциях, неразрывно связано определение оптимальных условий для формирования понятий о методе проекций. В подходах к решению этого вопроса выделяются две основные концепции. Согласно первой из них учащихся следует обучать проецированию объёмных предметов одновременно на две или три плоскости проекций, т.е. сочетать обучение построению отдельных проекций с объединением их в комплекс. Согласно второй концепции, учащихся надо обучать методу проекций поэтапно: вначале учить проецированию предметов на одну плоскость, затем на две и на три плоскости проекций, что позволяет распределить учебный материал более равномерно. Вторая концепция имеет свои аспекты. Обычно вопросы проецирования на одну плоскость объясняют на примере деталей однородной толщины, «плоских» деталей. Значит на первом этапе обучения учащиеся будут строить отдельные проекции, которые порознь не обеспечивают возможности реконструкции объекта. На первых порах главной является задача – изучение процесса формирования проекционного мышления  учащихся, в частности, обучение учащихся представлению предмета в проекциях.

Одной из трудных и важных задач обучения является формирование понятий о проекциях объёмных предметов и соответствующих представлений. За основу берётся методика формирования мысленных представлений предметов в проекциях. Эта методика предусматривает создание у учащихся образов воображения, которые должны возникать до выполнения или на бумаге самих изображений.

При формировании у учащихся образов воображения реальные действия учителя должны сопровождать объяснение принципа проецирования, постепенно заменяться мысленными и переводиться в план представлений. В результате этого осуществляется постепенный

переход к непосредственному представлению учащихся проекций предметов. Возникает автоматизация процесса представления, свидетельствующая об образовании соответствующего навыка.

При формировании представлений предмета в проекциях происходит активная работа мысли. Обучение учащихся этим приёмам умственной деятельности не отделяется от формирования понятий о проекциях и проецировании. При обучении учащихся приёмам построения проекций необходимо использовать дополнительные наглядные средства. Так, на демонстративных моделях, которые служат для построения по ним первых изображений, выделяются цветом параллельные грани, черным цветом – рёбра. В процессе обучения учащиеся постепенно лишаются этих опор: вначале они выполняют проекции моделей, на которых выделены грани и рёбра, затем моделей, где выделены только рёбра, и, в конце, обычных моделей, где эти элементы нужно увидеть без «подсказки». Также очень удобно применять модели, выполненные из проволоки, прозрачного оргстекла. Именно такой наглядный материал в большей степени помогает развивать проекционное мышление.

Установлено, что использование задач, связанных с мысленным преобразованием взаимного положения изображений, оказывает положительное влияние на развитие проекционного мышления. Эти задачи практически содержат модель ошибок. Трудности состоят в том, что для «исправления ошибки» учащиеся должны проанализировать форму объекта и обнаружить соответствия, как между самими изображениями, так и между их элементами. Внешними признаками этих соответствий служат взаимное положение изображений и их размерные отношения сохранение которых при построении чертежа является одним из необходимых условий соблюдения проекционной связи видов.

Прекрасным средством для формирования развития проекционного мышления являются задания-головоломки, которые развивают и пространственное воображение. Для их выполнения не требуется каких-либо графических изображений. Достаточно «читать» изображения пространственных фигур. В некоторых случаях можно попробовать решать часть головоломки на модели, а остальное ,  в мысленном плане. Здесь необходимо научиться передвигать фигуры в «уме», поворачивать их, соединять и разъединять, видеть с новой стороны.

4.4. Связь преподавания инженерной графики и геометрии в процессе развития проекционного мышления.

Связь преподавания инженерной графики с геометрией опирается на традиции, исторически сложившиеся в процессе обучения этим двум предметам. В процессе осуществления этой связи существуют три направления:

1. Содержание обучения инженерной графики должно главным образом состоять в формировании умения выполнять геометрические построения;
2. Инженерная графика должна иметь самостоятельное значение;
3. Инженерная графика и геометрия должны параллельно друг другу помогать учащимся развивать проекционное мышление.

Формирование понятий о геометрических телах происходит в процессе оперирования названиями и изображениями геометрических тел,  при выполнении чертежей и анализе форм предметов в натуре и на изображениях. Геометрические построения изучаются не изолированно, а частями там, где в этом есть необходимость.

На основе анализа программ и учебников по этим двум предметам получается, что осуществление связи между ними в развитии проекционного мышления должно проходить вместе на протяжении всего обучения.

В основу содержания геометрии положена идея преобразования. Именно на этой основе осуществляется связь в преподавании геометрии и инженерной графики.

Идея преобразования изображений позволяет решить многие стороны процесса обучения, так как она отвечает требованиям логики науки, учит мышлению, приводит в порядок неупорядочные явления, позволяет рассматривать инженерную графику в целом как единую логическую систему, а не набор отдельных фактов. Преобразование изображений играет важнейшую роль в восприятии учащихся пространственных образов и в формировании пространственного мышления.

Под преобразованием изображения надо понимать графическую деятельность учащихся, связанную с изменением пространственных свойств отображенных предметов или самого изображения .

В курсе геометрии учащиеся овладевают приемами следующих преобразований изображения: симметрия относительно прямой, симметрия относительно точки, параллельный  перенос, поворот, масштабные преобразования.

Инженерную графику изучают после овладения некоторыми приёмами преобразования в курсе геометрии. Поэтому одни приёмы преобразования формируются на основе уже изученных приёмов, а другие – заново.

Приёмы преобразования в курсе инженерной графики значительно обширнее и разнообразнее, чем в геометрии. Это объясняется следующим: объектами изучения в инженерной графике являются пространственные формы объёмных предметов, каждый из которых представляет собой комбинацию различных геометрических тел. Преобразования связываются с использованием различных обозначений, условностей и упрощений. Поэтому в курсе инженерной графики имеются такие преобразования, каких нет в курсе геометрии. Так, например, приходится изменять способ изображения (построить наглядное изображение по чертежу, упрощать изображения на основе видения различных обозначений и условных знаков, реконструировать изображение, достроить заданное отверстие или паз).

В курсе геометрии изучают пять видов преобразований, в курсе инженерной графики – семь, где каждый вид содержит группу конкретных преобразований. Преобразования в курсе инженерной графики являются более сложными, так как в каждое из них входит много элементарных приёмов преобразования их курса геометрии. Так, например, в преобразование «изменение способа изображения» в курсе инженерной графики входят преобразования их курса геометрии: осевая симметрия, параллельный перенос, вращения.

Под сложными преобразованиями понимаются такие, которые включают два и более вида преобразований, выполняемых последовательно. Из четырёх видов преобразований, связанных с методом проецирования, можно составить различные сложные преобразования, представляющие собой сочетания их в различных комбинациях, что непосредственно влияет на развитие проекционного мышления. Без преобразований проекционное мышление учащихся не может правильно развиваться.

5. Применение линейной перспективы в развитии проекционного мышления.

Линейной перспективой, или перспективной проекцией, называют изображение,

полученное  центральным  проецированием  предмета  на  какую-либо  поверхность.

Если предмет проецируется на плоскость, то полученное изображение

называют линейной перспективой. Линейная перспектива используется при рисунке, либо чертеже архитектурных зданий, панораме города, интерьере квартиры. В ней все подчинено картинной плоскости, то есть изображению на листе бумаги. Метод линейноой перспективы используется на уроках ИЗО и инженерной графики.

Прямая, не параллельная и не перпендикулярная предметной и картинной плоскостям, называется прямой общего положения.

Прямая общего положения может быть восходящей или нисходящей

(относительно наблюдателя). Если высота точек на прямой возрастает при

удалении от точки зрения, то прямая восходящая, и наоборот. Точка схода восходящей прямой на картине располагается выше линии горизонта, точка схода нисходящей прямой ниже линии горизонта. Точки схода всех горизонтальных прямых находятся точно на

линии горизонта. О прямых, параллельных предметной плоскости, то есть о горизонтальных прямых, можно сказать только одно: точка схода всякой горизонтальной прямой находится на линии горизонта, независимо от высоты данной

горизонтальной прямой. Изучение применения метода линейной перспективы напрямую связан с развитием проекционного мышления. Линейная перспектива позволяет видеть предметы в трехмерном пространстве с изображением теней и светонаправленности.

Стандартного направления световых лучей в перспективе не предусмотрено.  Направление  светового  потока  выбирается  произвольно,  из  условия

наилучшего выявления объемов. Перспектива  точки  определяется  как  точка  пересечения  перспектив двух каких-либо вспомогательных прямых, проходящих через данную точку. В качестве вспомогательных прямых обычно используют прямые частного положения. Точка зрения и картинная плоскость полностью определяют будущее

перспективное изображение. Эти основные элементы перспективы выбираются из многочисленных, зачастую противоречивых, условий. Главное требование - реалистичность и естественность изображения. Если произвольно выбрать картину и точку зрения, можно получить неправдоподобное изображение объекта. В зависимости от положения картины и точки зрения относительно объекта возможны два вида перспектив. Если картинная плоскость не параллельна, перспектива называется угловой. Это наиболее

распространенный вид перспективы. Если картина параллельна одной из основных плоскостей объекта, перспектива называется фронтальной. В этом случае точку зрения можно немного сместить от оси симметрии плана для“оживления” композиции.

При этом картина остается расположенной фронтально. Чаще всего фронтальную перспективу применяют при построении перспективы интерьера. Наличие  доступных  точек  схода  значительно  упрощает  построение перспективы. Перспектива может быть построена в любом масштабе по отношению к масштабу плана и фасада. В архитектурной практике“подача” проекта выполняется на больших планшетах, чтобы перспективы получались в виде четких, красивых картин. Поэтому данные ортогонального чертежа при

построении архитектурных перспектив обычно увеличивают в несколько

раз. Для построения перспективного изображения фигуры, заданной своими

размерами, на картинной плоскости отмечают отрезки единичной длины

по трем координатным осям: высота z, широта x, глубина y. При построении перспектив круглых предметов следует иметь в виду одно очень важное условие - их надо располагать ближе к середине картины. Изображение окружности, попавшей к боковому краю картины, будет выглядеть неестественно наклоненным эллипсом. При  построении  перспективы  тел  вращения  приходится  чертить  несколько  соосных  окружностей.  Всякую  окружность  строят  с  помощью описанного квадрата. Можно немного сократить объем построений и сделать их более точными, если использовать вспомогательную боковую стену. Проекция  конуса  на  боковой  стене  не  только  облегчает  построение

описанного квадрата, но заметно упрощает построение любой точки на малой окружности. Способ перспективной сетки применяют  при  построении перспектив архитектурных объектов  со  сложным  планом,  на котором отсутствуют характерные направления.

В  этом  случае  на  ортогональный  план  объекта  наносят квадратную  сетку  с  ячейками

произвольного  размера,  затем выстраивают  эту  сетку  в  перспективе.  На перспективной сетке отмечают  угловые  точки  плана объекта.  Если  точка  попала  в

угол ячейки, то она легко переносится на перспективу. Точка плана,  занимающая  случайное положение внутри ячейки, переносится на перспективу приблизительно.

Предварительная разметка, как обычно, состоит в выборе положения картинной плоскости, точки зрения S и высоты h линии горизонта. Для построения перспективы задают план помещения и развертки стен. На плане задают положение

картинной плоскости и точку зрения. (лит. 17)

Если картинная плоскость выбрана параллельно фронтальной стене, то получаем фронтальную перспективу интерьера. Для симметричных интерьеров точку зрения обычно смещают влево или вправо от оси симметрии, оставляя главную точку в пределах средней трети картины. Если картинная плоскость расположена под некоторым углом к основным стенам, то получаем угловую перспективу. Обычно фронтальную перспективу выбирают, если надо показать интерьер всего помещения в целом, а угловую - для демонстрации какой-либо части интерьера. При  построении  фронтальной  перспективы  существенное  значение  имеет выбор  дистанционного  расстояния.  

Построение  перспективы  интерьера способом  архитекторов  выполняется  по обычному  алгоритму:  на  ортогональном чертеже  задаем  картинную  плоскость,  точку зрения и высоту линии горизонта. Затем  с  помощью  особых  прямых (радиальных  прямых  и  прямых,  перпен-дикулярных к картине) переносим характерные точки плана помещения на картину и получаем перспективу плана. Как обычно, широко используем

способы деления отрезков в перспективе на равные или пропорциональные

части. Фронтальная перспектива чертится с одной точкой схода(в качестве

которой выступает главная точка картины). Угловая перспектива может

вовсе не иметь доступных точек схода. Кадрировать перспективу можно в любой удобный формат.

6. Исследование эффективности развития проекционного мышления  учащихся 8, 9, 10, 11 классов.

Чтобы выявить уровень проекционного мышления учащихся, в процессе обучения проводится проверка по четырём показателям: умение читать чертежи, умение их выполнять, знание условностей чертежа, знание линейной перспективы, уровень развития пространственных представлений. В конце каждого учебного года учащиеся выполняют графические работы, которые соответствуют учету учебного материала. Общие критерии при разработке графических работ:

1. Соответствие их содержания тем компонентам графической деятельности, которые являются основными и ведущими в школьном обучении.
2. Обеспечение возможности проверять знания и навыки учащихся, учитывая их развитие в процессе обучения.
3. Структурное построение работ, позволяющее объективно и однозначно оценить их выполнение по единой методике.
4. Возможность выполнения графической работы в течении учебного часа.

При определении общего направления и системы графических работ основным требованием является такое их построение, которое позволило бы проверить эффективность развития проекционного мышления учащихся. Проверка развития мышления учащихся первого года обучения располагается в следующей последовательности:

1. Знание методов изображений.
2. Чтение чертежей.
3. Построение чертежей.

Эти показатели в их совокупности дают возможность определить знание учащихся методов изображений пространственных форм на плоскости, их проецирование. Проверка умения читать чертежи начинается с выявления способности сравнивать изображения, выполненные разными методами с целью определения предметов одинаковой формы. Включается проверка таких основных компонентов этого вида графической деятельности, как умение анализировать чертёж, с тем, чтобы выявить геометрическую форму изображенных  на нем предметов, проверка умения определять форму поверхностей, ограничивающих изображенные на чертеже предметы, умения анализировать изображения частей предметов и выявлять их глубинные отношения.

Темы итоговых графических работ в первый год обучения:

1-ый триместр – «Аксонометрические проекции предметов»

2-ой триместр – «Построение 3-го вида по двум заданным»

3-ий триместр – «Эскиз детали с выполнением необходимого разреза».

Тема контрольной работы:

 «Выполнение чертежа предмета».

Анализ годовой успеваемости за 2008-2009 учебный год (10 класс):

Анализ годовой успеваемости за 2009-2010 учебный год (8 классы):

Анализ годовой успеваемости за 2010-2011 учебный год (8 классы):

Анализ годовой успеваемости за 2011-2012 учебный год (8 классы):

Анализ годовой успеваемости за 2012-2013 учебный год (8 классы):

Проверка развития проекционного мышления учащихся второго года обучения располагается в следующей последовательности:

1. Соединения деталей
2. Чтение сборочных чертежей
3. Деталирование.

Проверка знания соединений деталей позволяет определить также и умение применения проекционной связи в чертежах. Чтение сборочных чертежей и деталирование являются заключительным этапом в формировании развития проецирования. В своей совокупности они позволяют определить уровень пространственного воображения учащихся, уровень проецирования предметов сложной формы на плоскость.

Темы итоговых графических работ во второй год обучения:

1-ый триместр – «Упрощенное болтовое и шпилечное соединение»

2-ой триместр -  «Чтение сборочных чертежей»

3-ий триместр – «Деталирование».

Тема контрольной работы:

«Выполнение чертежа деталей».

Контрольная работа за второй год обучения включает в себя знание материала курса инженерной графики за два года обучения.

Анализ годовой  успеваемости за  2009-2010 учебный год (11 класс):

Анализ годовой  успеваемости за  2010-2011 учебный год (9 классы):

Анализ годовой  успеваемости за  2011-2012 учебный год (9 классы):

Анализ годовой  успеваемости за  2012-2013 учебный год (9 классы):

Система и поддержание графических работ в процессе изучения инженерной графики.

Результаты выполнения одинаковых заданий в первом и втором годе обучения:

Результаты проверки уровня развития проекционного мышления за первый и второй год обучения:

7.Выводы эффективности развития проекционного мышления.

1. Задачи на чтение чертежей. Развитие способности анализировать и сравнивать чертежи связывается обычно с усложнением формы изображаемых предметов, а не с введением более разнообразных форм самого анализа или сравнения. В результате такого подхода процесс развития проекционного мышления не достаточно эффективен.

2. Задачи на выполнение чертежей. Задачи на построение чертежа по словесному описанию формы предмета способствуют развитию пространственного воображения и проекционного мышления учащихся. При этом взаимный «помех» в представлении формы предмета и её отражении на плоскости новыми, ещё только усвояемыми методами изображения в прямоугольных проекциях не возникает.

3. Задачи на дополнение количества и содержания изображений. Анализ и отражение на плоскости частей предмета является  более сложной задачей, чем выполнение вида в целом, где главное внимание  сосредоточивается на общей форме предмета. Способность к выявлению частей предмета в процессе зрительного восприятия изображений объективно зависит от индивидуальных особенностей развития проекционного мышления учащихся, что проявляется уже на первом этапе обучения инженерной графике.

4. Задачи на выполнение чертежа предмета после мысленного изменения его пространственных свойств. Задачи, решение которых требует предварительных преобразований пространственных свойств или положения предметов, относятся на завершающий период обучения. В интересах развития проекционного мышления учащихся рекомендуется более раннее введение в процесс обучения графических задач, решение которых требует гармонического сочетания статистических и динамических пространственных представлений.

5. Задачи на построение линейной перспективы. Развитие способности видеть предметы в пространстве, определять их освещение, изменение в прлоцессе удаленности и сближения. В результате овладения знаниями линейной перспективы процесс развития проекционного мышления увеличивается в разы.

III. Заключение.

В анализе методики развития проекционного мышления учащихся выявились главные, определяющие вопросы изучаемых тем курса инженерной графики. Становится понятным, что учить учащихся читать чертёж необходимо раньше, так как именно данный вид рабоы в наибольшей степени  содействует активизации мысли, развитию пространственных представлений.

Моделирование по чертежу -  упражнение наиболее полезное для учащихся с недостаточно развитыми пространственными представлениями. Здесь от учащихся требуется точное определение не только размеров и формы, изображённых на чертеже геометрических тел, но и их пространственного положения относительно друг друга и плоскостей проекций. Такой вид работы позволяет выявить также умение читать чертежи.

Задачи на построение проекций точек, заданных на поверхности предмета, являются одним из средств, способствующих сознательному усвоению проецирования элементов предмета.

Разбор ошибок, допущенных учащимися, и анализ уроков позволяет больше уделять внимания выявлению проекционной основы построения изображений, развитию проекционного мышления. В интересах развития мышления учащихся необходимо более раннее введение в процесс обучения графических задач, решение которых требует гармонического сочетания статистических и динамических пространственных представлений.

Задания с заниженным объёмом информации не мобилизируют пространственного воображения учащихся, оставляя незагруженной эту область мышления, и поэтому не способствуют его развитию. Задержка в развитии пространственных представлений учащихся особенно отражается на их способности воспринимать и отражать в своих изображениях части предметов и их взаимоположение.

В методике развития проекционного мышления следует продолжить более ранний отказ от опоры на наглядные изображения при выполнении чертежей, так как такие задания не создают условий для более нагруженной тренировки пространственных представлений учащихся.

Деятельность учащихся, направленная на решение двух задач – мысленного преобразования положения предмета и изменения его формы, также ведут явные дополнения в развитие мышления.

Подлинное усвоение знаний возможно только в том случае, если в процессе сообщения их активно развивается мышление.

Повышению качества графической подготовки учащихся содействует хорошее знание основных положений ГОСТ ЕСКД.

В заключении отмечу, что совершенствование развития проекционного мышления учащихся во многом зависит от того. насколько удастся учителю организовать работу по самообразованию. Гипотеза, выдвинутая в начале исследования полностью подтвердилась.

IV Список литературы.

1. Обучение основам проецирования. Из опыта учителей. Пособие для учителей. М., «Просвещение», 1975.
2. Ботвинников А.Д. Черчение: учеб. для 7-8-х кл. общеобразоват. Учреждений / А.Д. Ботвинников, В.Н. Виноградов, И.С. Вышнепольский. – М.: АСТ: Астрель, 2006г.
3. Цукарь А.Я. Ц85 Развитие пространственного воображения. – СПб.: Издательство СОЮЗ, 2000.
4. Программы общеобразовательных учреждений. Черчение 7-11 классы. М.: Просвещение, 2008.
5. Ботвинников А.Д. Справочник по техническому черчению. М., «Просвещение», 1974.
6. В.О. Гордон,  М.А. Семенцов-Огиевский. Курс начертательной геометрии. М.: 19977г.
7. Кузнецов Н.С. Начертательная геометрия. Учебник для строит. вузов. М., «Высшая школа», 1969.
8. М.Н. Макарова. Перспектива. М., «Просвещение», 1989.
9. Методические рекомендации по черчению. Кострома, 1995.
10. Культура древних цивилизаций. Елшинина Т.А. ТОО «МУШ». Кострома, 1997.
11. Лисичкина О.Б. Мировая художественная культура. Часть  I. – СПб: «Специальная Литература», 1997.
12. Карпушина С.В., Карпушин В.А. Мировая художественная культура. Древний мир. – М.: ОЛМА – ПРЕСС, 2002.
13.  Проблемы диагностики умственного развития учащихся // Под ред. 3. И. Калмыковой. - М, 2005г. – с. 232.

      14. Крутецкий В.А. Психология - М, 2004 г. - с. 11-28.

      15. Зимняя А.И. Педагогическая психология // 2-ое издание. - М.: Логос, 2005г. - с. 48.

      16. Возрастные и индивидуальные особенности образного мышления учащихся / Под ред.         И. С. Якиманской. – М, 2004г. – с. 97.

      17. Макарова, М.Н. Перспектива/ М.Н. Макарова. – М.: Архитектура,

2006. – 477 с.