Особенности обучения учащихся проектно-конструкторской деятельности на уроках технологии



Особенности обучения учащихся проектно-конструкторской деятельности на уроках технологии

Annotation. The article is devoted to the training of students of design activity in technology lessons. Features of training is project-oriented focus of the students in the choice of their profession.

Keywords: students' learning, design and engineering activities, design, engineering, modeling, creative project.

Обучение учащихся проектно-конструкторской деятельности помогает решать важнейшие задачи образования и развития детей. Задачи связи обучения с жизнью, познания учащимися окружающего мира, последовательного расширения их политехнического кругозора, задачи обогащения межпредметных связей [6].

Проектно-конструкторской дея­тельности позволяет дополнить учебно-воспитательную работу, проводимую на уроках технологии, а также повысить интерес учащихся к выполняемым проектным заданиям.

Немаловажное значение имеет возможность варьировать количество и состав учащихся, привлекаемых к участию в очередном проек­те, задании, а также большая свобода выбора тем и видов работ.

Все это помогает учителю технологии лучше выявить и использовать пути удовлетворения интересов учащихся к труду, позволяет уделять больше внимания организации трудовой самодеятельности каждого из них. Это дает возможность привлекать к трудовой деятельности отдельных учащихся, нуждающихся в дополнительном воспитательном воздействии учителя, коллектива детей.

При обучении проектно-конструкторской деятельности учащиеся должны получить и усвоить определенный объем знаний и умений. Особенности обучение заключаться не просто в количестве изготовленных на уроках технологии различных изделий, а на более осознанном отношении к труду, изучению конкретных предметов, выбору будущей профессии.

Основная педагогическая цель особенности обучения проектно-конструкторской деятельности, учащихся заключается в развитии технического мышления, творческого подхода к труду, экспериментально-конструкторской, научно-исследовательской, рационализаторской и изобретательной деятельности в процессе производительного труда.

С первых же дней занятий учащихся необходимо приучать к тому, что в творчестве нет второстепенных работ, что каждый этап от поста­новки задачи до ее конкретного воплощения требует постоянного совершен­ствования, накапливания объема знаний и умений. И чем выше их уровень, тем более сложная задача может быть решена.

Эффективность работы значительно возрастет при целенаправленном обучении учащихся основам проектирования и конструирования, приемам и методам реше­ния творческих задач [1]. Это обучение необходимо вести с учетом постоянно меняющихся интересов учащихся. Следует помнить, что развитию творческих способностей и инициативы способствует вариативность работ и в какой-то мере свобода выбора.

Для развития творческой активности на занятиях можно проводить деловую игру «Конструкторское бюро» (КБ), где каждый учащийся принимает участие в работе одного из подразделений КБ: административного конструк­торского, технического и т. д., а также представляет «заказчика». От занятия к занятию роль каждого учащегося меняется, при этом обязательно учитыва­ется его личное желание участвовать в работе какого-то подразделения. На эти «заседания», кроме учебных, рекомендуется выносить практические идеи и проекты учащихся, что придаст деловой игре большую практическую направленность и увеличит смысловую нагрузку.

Все это, несомненно, окажет положительное влияние на формирование личности учащихся.

При создании новых изделий всегда приходится решать творческие за­дачи потому, что, прежде всего, в новых изделиях всегда должны быть поло­жительные признаки или свойства, которых не было в ранее созданных об­разцах.

Поиск новых решений развивает творческое воображение и фантазию участников этого поиска. Сам процесс поиска новых решений учит анализи­ровать уже известные решения, сопоставлять их с предлагаемыми, выяснять достоинства и недостатки будущих конструкций, выбирать направления дальнейших поисков и добиваться решения поставленной задачи всеми имеющими техническими и технологическими средствами. Другими словами - новое решение находится путем синтеза.

Одним из видов проектно-конструкторской деятельности является конструирование.

По самой своей природе техническая задача связана с поисковой деятельно­стью.

Термин конструирование обозначает построение, приведение в опреде­лённое взаиморасположение различных предметов, частей, элементов. Про­цесс конструирования направлен на построение модели проектируемого объ­екта, удовлетворяющей требованиям соответствия формы и содержания за­думанного.

Конструирование как вид деятельности характеризуется целенаправ­ленным поиском формы деталей, материалов для их изготовления, техноло­гии изготовления, а также способов соединения деталей и их положения в пространстве с целью создания изделия с заданными свойствами. Конструи­рование представляет сложный комплекс умственных и практических дейст­вий. Этот процесс можно условно разделить на 2 этапа:

- этап замысла, где отображается собственная преобразующая деятель­ность мышления и воображения ребёнка;

- этап практической реализации замысла.

Эти этапы находятся в тесной связи, потому что детские замыслы уточняются и совершенствуются в ходе практической реализации. Ни один предмет школьной программы не даёт такой возможности теснейшего слияния теории с практикой, когда дети видят свои ошибки, допущенные в рассуждении, в чертеже, в расчёте, не в виде исправления учителя, а в виде бра­кованного изделия, которое необходимо переделывать.

Можно выделить следующие виды конструирования:

1. Конструирование по образцу (готовая постройка, схема, чертёж, план, рисунок, подробная устная инструкция). Это первый необходимый этап в развитии проектно-конструкторской деятельности.
2. Конструирование недостающих частей изделия.
3. Конструирование по модели. Перед учащимися – модель, деталиже, из которых она состоит, а также способы соединения деталей не видны или видны не все. Дети самостоятельно конструируют детали (или подбира­ют имеющиеся готовые), определяют способы их соединения, сообразуясь с видимыми пропорциями, общей формой, назначением.
4. Преобразование образца с целью получения новых (заданных) свойств конструкции.
5. Конструирование по требованиям, которым должна удовлетворять будущая конструкция.
6. Конструирование по замыслу. Учащийся самостоятельно определя­ет, как содержание конструкции, так и способы её выполнения.

Каждый из видов конструирования включает систему проблемных задач:

Конструкторские задачи:

• На улучшение прочности, надёжности, устойчивости изделия.
• На выбор способов устранения вредного действия или явления (трения, коррозии, намокания и т.д.).
• На определение оптимальной формы, числа деталей, способов их крепления, выбор или замену материалов, необходимых для изготовления изделия.
• На внесение изменений, облегчающих модель и делающих более удобной её эксплуатацию.
• На внесение изменений в размеры с сохранением соразмерности частей и деталей изделия.
• На расширение или сужение параметров действия модели.
• На увеличение долговечности изделия.

Технологические задачи:

• На выбор рациональных способов разметки и контроля.
• На использование приспособлений, экономящих усилия, время и материал, а также позволяющих выполнить очень трудные операции.
• На выбор технологии, позволяющей экономно использовать ма­териал, свои усилия, уменьшающей количество операций при изготовлении и сборке изделия.
• На выбор технологии, позволяющей улучшить качество изготов­ляемого изделия.
• Организационно-технические задачи.
• На рациональную организацию труда в бригаде.
• На рационализацию рабочего места.
• На расширение параметров использования инструмента или при­способления.
• На совершенствование трудовых приёмов.

Рассматривая специфику проектно-конструкторской деятельности, следует отметить многообразие ее видов: проектирование, конструирование, опытно-конструкторские разработки, моделирование, рационализация, изобретательство. Поэтому, проектно-конструкторская деятельность может быть определена как конструи­рование с элементами творчества, конструкторское решение с преодолением противоречия. Это указывает на необходимость такой организации проектно-конструкторской деятельности учащихся, при которой реализуются все этапы творческого процесса - подготовка изобретения, работа над ним, мате­риальное воплощение замысла.

Проектно-конструкторская деятельность представляет собой комплексную познавательно-преобразовательную деятельность, состоящую из взаимосвязанных компонентов, таких как твор­ческие исследования, эксперименты, решение технических задач, создание моделей и устройств реального применения с их последующими испытания­ми. Благодаря этой деятельности учащиеся получают углубленные знания об окружающем мире, убеждаются в истинности выдвинутых ими теоретических предположений, которые в процессе проектированная и конструированная подтверждаются или опровергаются практикой, приобретают очень важные умения и навыки.

Поскольку процесс создания учащихся любого нового для них изделия включает в себя целый ряд относительно самостоя­тельных, но органически связанных между собой этапов, мы вправе вести речь о логической структуре проектно-конструкторской деятельности.

Этапы технологического процесса могут отличаться характером технических противоречий, анализ которых послужил отправным моментом творчества учащихся, особенностями и уровнем технических задач, над решением ко­торых они работают, выполнимости этих задач, степенью новизны, ориги­нальности самих задач и их решений.

Важную роль в достижении цели и творчества играют средства, спосо­бы, методы решения технических задач.

Рассмотрим основные этапы проектно-конструкторской деятельности по созданию нового изделия [4].

Первый этап – состоит в том, что учащиеся активно, критически стремятся осмыслить существующие, уже созданные ранние в избранной области технологии. В сознании учащихся формируется проблемная ситуация, которая при этом аналитически осмысливается: возникают творческий поиск и как ре­зультат этого этапа постановка конкретной технической задачи. В сознании учащихся общие контуры технической задачи, в формулировке которой определяются приблизительная конечная цель поиска, исходные данные, возможные условия решения, необходимые ограничения и средства реализации задачи.

Второй этап – наступает с зарождением в сознании учащихся технической идеи данного изделия.Наэтом этапе ими определяются принципы будущего изделия, который либо подбирается, трансформируется из уже известных, либо устанавливается заново. Идея составляет техниче­скую сущность задачи (излагается устно, письменно или графически). На этапе технической идеи проявляется исключительно активно познавательная роль творчества.

Третий этап – стоит в разработке воображаемой (идеальной) модели будущего изделия. Она возникает в сознании учащихся как результат мыслен­ного экспериментирования: техническая идея оформляется в схему, опреде­ляется функциональная и структурная схемы разрабатывающихся устройств, возникающие в сознании какидеи-образы. Идеальная модель - важная пред­посылка к сооружению в перспективе самого технического объекта, начальное воплощение, воображаемая реальность. В процессе проектно-конструкторской деятельности идеальные модели выполняют роль мыслен­ных образов, «конструкции», которые человек создает в своем воображении и над которыми совершает мысленные операции и преобразования. Эти идеи и образы фиксируются с помощью определенных графических средств-схем, эскизов, чертежей, рисунков, становясь наглядными. В этом виде они обсуждаются, дорабатываются, совершенствуются.

Четвертый этап – конструирование, учащиеся стремятся привести в соответствие форму и содержание задуманного. Основным принципом творческого поиска на данном этапе служит достижение целесообразности, ясности, простоты и технологичности конструируемого изделия, оправданность внешних форм и разделов, их оптимальное соответствие назначению объекта творчества. Воплощение данного принципа органически связано с применением учащимися таких важных примеров конструирования, как взаимозаменяемость, инверсия, приемлемость. Соблюдая эти принципы учащихся на собственном опыте убеждаются в действительности основного закона дифференцированного подхода к решению общей проблемы, который, в сваю очередь, складывается из отдельных частных реше­ний.

На этапе конструирования выполняется эскизы или технические проек­ты, рабочие чертежи, модели или макеты. В основе конструирования лежат технические расчеты: в зависимости от возраста, уровня физико-математической и технической подготовки учащихся степень их сложности может изменяться в значительных пределах. На этом этапе не исключена также опытная проверка отдельных деталей и частей устройства. Характерно, что применение расчетов и иных средств технического обоснования при кон­струировании наглядно демонстрирует школьникам связь теории с практи­кой, их взаимопроникновение. Решение новых технических задач выявляет недостаточность имеющихся в распоряжении учащихся данных, что побуж­дает их к подбору деталей и последовательному достижению наиболее при­емлемого Конструктивного решения, к введению ограничений, упрощений и допущений.

Пятый этап – постройка испытание действующей модели (модельный эксперимент). На этом этапе проверяется на практике реальность замыслов,целесообразность технических решений, происходит их материализация ипроверка на осуществимость и рациональность. Технические модели могутиметь разную степень приближенности к прототипу, но в данном случае их наиболее существенном качестве изофункциональность.

Шестой этап – создание опытного образца изделия реального применения, его натуральные испытания. На основании разработок, выполненных на теоретической стадии технического творчества, а также благодаря настройке экспериментальной модели и ее испытаний школьниками может быть создано изделие реального применения. Данный этап проектно-конструкторской деятельности учащихся одновременно является элементом их общественного полезного, производительного труда, может быть отнесен к области изобретательства и рационализаторства.

Седьмой этап - оформление технической документации. Это заключительная стадия процесса проектно-конструкторской деятельности учащихся.

Основные этапы проектно-конструкторской деятельности школьников показаны в таблице №1

Основные этапы проектно-конструкторской деятельности школьников

№	Название этапа
1	Проблемная ситуация. Формирование технической задачи
2	Формирование технической идеи
3	Идеальная модель (схема издания)
4	Конструирование
5	Моделирование и эксперимент
6	Создание опытного образца, натуральные испытания
7	Оформление технической документации

Поэтому для подго­товки школьников к проектно-конструкторской деятельности и развития их творческих способностей учителю необходимо при изучении всех раз­делов образовательной области «Технология» находить возможности для выполнения специальных упражнений, связанных с изучаемой темой, с целью освое­ния методов творческого поиска решений учебных задач. Для освоения школьниками алгоритма проектирования можно также рекомендовать выполнение так называемых «репродуктивных проектов», во время которых основная работа проводится под руководством преподавателя и лишь при выполнении отдельных этапов школьникам предоставляется относительная свобода дей­ствий.

Независимо от типа учебного проекта и в соответствии с основными этапами проектно-конструкторской деятельности, этапы выполнения проекта можно представить в виде следующей последовательности действий [2].

Поисковый этап.

1. Поиск и анализ проблемы.
2. Выбор темы проекта.
3. Планирование проектной деятельности по этапам.
4. Сбор, изучение и обработка информации по теме проекта.

Конструкторский этап.

1. Поиск оптимального решения задачи проекта.
   1. Исследование вариантов конструкции с учетом требова­ний дизайна.
   2. Выбор технологии изготовления.
   3. Экономическая оценка. Экологическая экспертиза.
2. Зашита предлагаемого решения.
   1. Обоснование предлагаемого решения.
   2. Обоснование разработанной конструкции (модели, ре­цепта И т.п.).
3. Составление конструкторской документации.

Технологический этап.

1. Подготовка технологической документации,
2. Составление плана практической реализации проекта, под­бор необходимых материалов, инструмента и оборудования.
3. Отработка навыков выполнения запланированных техноло­гических операций.
4. Выполнение запланированных технологических операций. Текущий контроль качества.

Аналитический этап.

1. Оценка качества выполнения проекта.

2. Анализ результатов выполнения проекта.

3. Изучение возможностей использования результатов проек­тирования.

4. Выбор способа презентации выполненной работы.

5. Подготовка и проведение презентации выполненной работы.

6. Оценка презентации.

Мы считаем, что целесообразным про­ведение защиты проекта на этапе конструирования и пре­зентации на завершающем этапе проектирования. Презентация может проводиться в виде выставки творческих работ учащихся, соревнования моделей, показа мод и т.д. Такой подход к органи­зации проектной деятельности позволит своевременно выявить и устранить ошибки в выполнении проекта и, соответственно, повысить качество проектов, обеспечить защиту проекта в ма­лых группах при одновременном продолжении работы осталь­ных учащихся над своими проектами, что позволит более эф­фективно использовать учебное время, отведенное на проекти­рование. Успех учебного проектирования школьников и их обучения методам решения творческих задач во многом зависит от уровня методического и материального обеспечения учебного процесса [5].

Информационно- методическое обеспечение включает в себя:

-справочную литературу, научно-популярные журналы, ката­логи выставок, задачи на развитие творческого воображения, опи­сания методов решения творческих задач и т.п.;

-наглядные пособия (схемы, таблицы, плакаты), нужные для проведения занятий и самостоятельной работы учащихся;

-алгоритм проектной деятельности;

-образцы оформления планов и отчетов учащихся;

-образцы конструкторской и технологической документа­ции;

-материалы по охране труда и экологической безопасности;

-выставку лучших образцов выполнения проектов.

Приступая к проектно-конструкторской деятельности, отдельные школьники могут испытывать трудности в выборе темы проекта. В этом случае учитель должен предложить этим учащимся воспользоваться «банком проектов», который представляет собой список отвечающих целям технологической подготовки учащихся заданий, сгруппи­рованных с учетом возрастных особенностей учащихся.

Выполнение проектов невозможно без соответствующей ма­териально-технической базы: технологического оборудования, инстру­ментов, исходных материалов, набор которых должен быть более разнообразным, чем при традиционных методах обучения. Желательно продумать и последовательно осуществить художественное оформление мастерской, где будет организовано учебное проек­тирование, с привлечением к этому самих учащихся.

Важным элементом является организация педагогического взаимодействия учителей и учащихся, учителей с родителя­ми, педагогов между собой. Способность к педагогическому вза­имодействию характеризует умение учителя оказывать влияние на других людей в процессе совместной деятельности. Желаемые результаты этого влияния проектируются учителем в соответ­ствии с педагогическими целями. От способности педагога вы­строить систему взаимоотношений, организовать эффективное взаимодействие в процессе совместной деятельности с детьми и взрослыми зависит успешность достижения целей выполнения проекта.

В содержание деятельности педагога на всех этапах учебного проектирования входит также оценка результатов учебно­го проектирования и заключительная диагностика раз­вития учащихся. Материальными результатами выполненных учащимися проектов являются: реализованный на практике объект проектирования (изделие, услуга, мероприятие); оформ­ленная документация по проекту (дневник проектирования или проектная папка).

Результатом проектно-конструкторской деятельности учащихся является также освоение им алгоритма учебного проектирования и методов творческой деятельности, приобретенные в ходе выполнения проекта знания, умения и навыки [3].

Учителю необходимо оценивать проектно-конструкторскую деятельность учащегося на каждом занятии и результаты каждого этапа работы над проек­том. Итоговая оценка за проект выставляется с учетом промежу­точных оценок, качества выполненного проекта, степени освое­ния учащимся алгоритма проектирования, самооценки школь­ников и (по возможности) оценки компетентных специалистов. Оценивание является способом общения педагога и школьника и должно оказывать положительное воздействие на ребенка. Оцен­ка дает представление учащимся об уровне их личных достиже­ний и указывает на действия, необходимые для дальнейшего развития.

Завершающей точкой в обучении учащихся проектно-конструкторской деятельности является презентация проектов. На этой стадии нет необходимости в выявлении недостатков того или иного проектов. Ее цель — показ достиже­ний учащихся, одобрение результатов их деятельности со стороны родителей, одноклассников и друзей, демонстрация практи­ческой значимости выполненной работы.

Презентация проектов должна превратиться в праздник творчества, стимулировать учащихся к работе над новыми проектами, выдвижению новых творческих идей.

Из сказанного выше можно сделать следующий вывод, что обучение учащихся проектно-конструкторской деятельности позволит максимально приблизить учебно-воспитательный процесс производственной деятельности, повысить эффективность и качество профессионально-технологической подготовки будущих специалистов в выборе своей профессии.

Литература:

1. Основы проектирования / А.Г. Дорошенко, В.В. Пискаленко, А.Н. Ростовцев, А.С. Тихонов; под ред. А.Н. Ростовцева. – Новокузнецк, 2010. – 125 с.
2. Зайнчик, В.М. Основы творческо-конструкторской деятельности: методы и организация: учеб. для студентов высш. учеб. заведений / В.М. Зайнчик, А.А. Карачёв, В.Е. Шмелёв. – М.: Академия, 2004. – 256 с.
3. Матяш, Н.В. Инновационные педагогические технологии. Проектное обучение: учеб. пособие для вузов / Н.В. Матяш. – М.: Академия, 2011. – 144 с.
4. Сидоров, О.В. Проектирование технических объектов как средство развития технического мышления учителей технологии // Технологическое образование в инновационном технологическом развитии экономики страны: материалы 20 Международ. науч. – практич. конф.по проблемам технологич. образования / под ред. Ю.Л. Хотунцева. – М., 2014. – С. 352-356.
5. Модель подготовки учителя технологии и ее роль в формировании естественно-научных, общетехнических и технологических знаний, умений и навыков / О.В. Сидоров, Л.В. Козуб, В.М. Бызов, Н.Н. Козинец // Инновации и инвестиции. - 2015. - № 4. - С.50-54.
6. Междисциплинарные связи в формировании технического мышления студентов технологического образования / О.В. Сидоров, Е.Б. Петелина, Л.В. Яковлева, А.В. Гоферберг // Инновации и инвестиции. – 2015. - № 5. – С.178-181.