The article discusses the issues associated with teaching methods students design technology in the classroom. In the process of instructional design opportunities arise for the use of students of their knowledge about the mechanical, physical, chemical, technological and other properties of materials used for the manufacture of the object of instructional design.
Key words: study design, method of projects, technology, teacher of technology
Любаятворческаядеятельностьпредполагаетполучениеновых, какправило, ранеенеизвестныхданных. Заметим, что получение результатов, обладающих объективной новизной, характерно для творческой личности, обладающей высоким уровнем интеллектуального, общекультурного развития. Очевидно, что результаты творческой деятельности учащихся, чаще всего, обладают субъективной новизной и их проектная деятельность может рассматриваться как учебное проектирование.
Активная творческая деятельность учащихся возникает при наличии познавательной или практической задачи. Поэтому основой педагогического руководства учебно-проектировочной деятельностью учащихся является постановка перед ними (или подведение их к самостоятельному выбору) последовательного ряда постепенно усложняющихся технических и технологических задач и обучение рациональным способам их решения.
Основным содержанием работы учащихся должна быть разработка, проектирование устройств, механизмов, технологических процессов и др. Для достижения успеха в процессе учебного проектирования, прежде всего необходимо ясное понимание основной цели достигаемой при решении задачи, способов решения последней, четкое определение критериев оценки проектировочной деятельности.
Главную цель уроков учебного проектирования можно сформулировать так: научить учащихся целенаправленно применять приобретенные во время учебных занятий знания, умения и навыки при разработке и изготовлении различных изделий, устройств, т. е. научить учащихся правильно решать практические, производственные, жизненные задачи. Общественно полезная направленность должна быть, как правило, необходимым атрибутом творческой деятельности учащихся [2].
В процессе учебного проектирования возникают возможности для использования учащимися своих знаний о механических, физических, химических, технологических и эксплуатационных свойствах материалов, используемых для изготовления объекта учебного проектирования, применения и совершенствования практических умений и навыков в их ручной и механической обработке [4].
Оформление технической документации на проектируемый объект требует от учащихся знаний основ графики, практических умений выполнения рисунков, эскизов, чертежей.
Учителю необходимо уяснить свою роль в формировании, развитии личности учащихся, его познавательных, творческих интересов, осознать необходимость приобретения и углубления специальных, психолого-педагогических знаний, понять необходимость постоянного учёта динамики интересов учащихся в условиях непрерывного формирования его личности.
Для достижения успеха в процессе учебного проектирования необходимо осознать и сформулировать принципы, лежащие в основе творческой деятельности учащихся и обусловленные закономерностями развития техники и технологий, процесса творческой деятельности [7].
Первым принципом является принцип соответствия содержания «методики» технического творчества учащихся содержанию и методике проектно-конструкторской деятельности взрослых. Выполнение этого принципа означает, что основным содержанием работы учащихся должно быть проектирование, решение конструкторских, технологических, организационных задач в процессе разработки и практического изготовления образца технического объект [6].
Следующим принципом является принцип соответствия содержания проектировочной работы современному состоянию развития технологии, применению современных конструкционных материалов и методов их обработки с учетом состояния материальной базы, производственного окружения школы.
Третьим принципом следует признать принцип соответствия формы и содержания проектной деятельности учащихся.
Простые изделия, как правило, состоят из 1–3 деталей, принцип действия которых основан на применении отдельных, ранее изученных учащимися законов физики. Эти изделия составляют более 65 % всех изделий. Это отдельные детали машин, механизмов, простейшие инструменты и приспособления, прежде всего для учебных мастерских, хозяйственный инвентарь, предметы для домашнего обихода, быта и т. д. (болты, винты, шпильки, гайки, метр землемерный, лопатка для очистки сельскохозяйственных орудий, лопата деревянная для зерна, полольники, рыхлитель и др.). Изделия средней сложности, состоящие из большего числа деталей, чем в первом случае (простых изделий): модели, макеты простейших машин и механизмов, более сложные инструменты и приспособления, игрушки и другие изделия; культиваторы (ручной одноколесный, ручной двухколесный, ручной ротационный); ротационный маркер, катки, станок для изготовления торфоперегнойных горшочков и т. д. Изделия средней сложности составляют 25 % всех изделий. Сложные изделия состоят из совокупности различных узлов, механизмов, действие которых основано на применении системы естественнонаучных законов. Сложныеизделия составляют всего лишь 10 %. Это ручная газонная косилка, простая молотилка с ручным, приводом, ручная молотилка с конусным молотильнымаппаратом и т. п.С учетом этого учителю весьма полезно создать «банкпроектов» для каждого класса (5–11 классы), в которых может быть представлен примерный перечень заданий по различным сферам деятельности человека (школа, промышленность, сельское хозяйство, досуг, дом). В разработке «банка проектов» могут участвовать и учащиеся, если учитель поставит перед ними такую задачу.
Для учащихся 5–7 классов могут быть предложены следующие задачи:
- Изучение изделий, подлежащих изготовлению в процессе их практической деятельности с целью выявления конструктивных элементовоборудования, приспособлений. Для этого используются рисунки, эскизы, чертежи, кинематические схемы, образцы изделий, их модели. Здесь уместно применение различного рода конструкторов.
2. Задачи на соотнесение реальной детали или технического рисунка с чертежом или эскизом этой детали. Учащимся выдаются чертежи и детали, незначительно отличающиеся друг от друга по конструкции и ставится задача: проанализировав чертеж, определить, к какой детали он относится. Такой анализ необходим для развития технологического мышления.
3. Задачи на управление станком. Учащимся выдается задание: настроить станок на определенный режим работы, соответствующий условиям обработки. Они устанавливают на станке определенное число оборотов шпинделя, задают направление его вращения, величину и направление подачи.
4. Задачи на формирование понятия о главном и вспомогательном движениях. При этом у учащихся развиваются представления о поверхностях, получаемых при обработке деталей на станках в зависимости от условий этих движений.
5. Задачи на правильную расстановку операций обработки деталей, указанных в технологической карте.
6. Эскизирование объектов труда (для учащихся 5- % классов изделий, состоящих из 1–2 элементов, для семиклассников — 3 и более). Выполняя эскизы, учащиеся решают элементарные конструкторские задачи следующего типа: определить место отверстий, фасок, вырезов, закруглений путем изображения их на эскизах.
Введение целесообразных изменений элементов изделия, улучшающих конструкцию и упрощающих процесс их изготовления. Именно этот этап можно считать началом конструирования. Реализуется он в ходе работы по чертежам с неполными данными, по техническим рисункам образцов изделий с неполной разработкой конструкций [5].
Для учащихся 8–11 классов учителем могут быть предложены для решения следующие задачи:
1. Конструирование деталей по заданному месту их установки, принципиальной (кинематической) схеме и, наконец, по собственному замыслу.
2. Задачи на моделирование и конструирование объектов по техническому заданию или по собственному замыслу.
Все сказанное позволяет утверждать, что организационно-подготовительный этап проектной деятельности учащихся должен начаться задолго до проведения уроков учебного проектирования.
Учитель технологии должен уяснить, что в процессе проектной деятельности ему придется столкнуться с тем, что отсутствие навыка у учащихся надолго сосредоточивать свое внимание на задаче, неумение поддерживать в себе интерес к ней, желание выдать решение задачи немедленно, может привести не к активизации мыслительной деятельности учащихся, а наоборот, к заторможенности ее.
Чтобы устойчиво удерживать внимание на задаче, необходимо сделать так, чтобы она постоянно изменялась перед учащимися. Надо стимулировать процесс понимания задачи небольшими дозами ощущения успеха. Если работа продвигается успешно, то у учащихся есть чем заняться, приходится рассматривать новые моменты, вовлекая свое внимание. А еслиуспеханет, товнимание учащихся колеблется, мыслиотвлекаютсяотзадачи, появляетсяопасностьсовсемупуститьзадачуизвиду.
Учителю необходимо выяснить: не является ли причиной последнего психологическая инерция. Ее проявление наблюдается при полном отрицании и непринятии новой идеи, упорном отставании общепринятой точки зрения; использовании старого принципа;при переходе на новое оборудование, сохранение старой формы при переезде на новый уровень, неумение увидеть возможность использования имеющихся или полученных решений в областях, отличных от решаемой задачи, решение задачиизвестными трафаретными способами, решение задач только в рамках узкой специализации, использование объектов только по прямому функциональному назначению.
Учитель технологии должен быть знаком с методами поиска новых решений: рациональными (морфологический анализ, алгоритм решения изобретательских задач, функционально-физическая методика конструирования и др.), иррациональные (мозговая атака или мозговой штурм, синектика и др.). Последние методы опираются в основном на активизацию творческих способностей человека, его интуицию, фантазию, способность к аналогиям. Именно поэтому для стимулирования мыслительной деятельности учащихся возможно использование простейшего из иррациональных методов — метода «мозговой атаки», желательно на стадии выбора объекта проектирования [1].
В работе мы предлагаем следующую методику подбора проектов для учащихся. Сначала учащемуся предлагается самый сложный вариант проекта (из банка проектов), в котором отсутствуют подсказки. Если он, убедившись в непосильности этого варианта, скажет об этом учителю, то ему предлагается второй вариант этого же проекта, при этом для учащегося конкретизируются требования к искомой конструкции или делается намек на один из подходов к решению задачи.
В случае, если второй вариант оказался не по плечу, учитель выдает третий вариант и т. п. Последний вариант простой, в нем требуется лишь доконструировать изделие.
Вместе с тем, если за каждым учащимся осуществляется систематическое наблюдение со стороны учителя, результаты которого заносятся в личную карточку учащегося, где уже имеются сведения о нем, о его изделиях, о его профессиональном выборе, направленности, то способ выдачи задания меняется. Для количественной оценки развития личности учащегося могут быть разработаны критерии, позволяющие оценивать по десятибалльной системе наиболее важные черты характера, такие как:настойчивость, аккуратность, самостоятельность, активность, уникальность (отличие от других), устойчивая мотивация к учебе, способность и желание к самообразованию и др. Данные наблюдений заносятся в карточку наблюдений на каждом занятии. При большом числе учащихся это, безусловно, отнимает много времени у учителя. В современных условиях эту работу можно значительно облегчить, если применить компьютерную программу. Программа позволяет гораздо быстрее осуществлять ввод данных, выводить результаты наблюдений на экран и производить распечатку на принтере в виде графиков за выбранный промежуток времени, что позволяет визуально определить: идет ли «рост личности» учащегося, а может быть «роста» нет.
На ввод данных наблюдений за одним учащимся расходуется около 30 сек. на группу учащихся — 5–10 мин.
Учитель технологии, коллектив учителей школы может с помощью этой программы следить за развитием ребенка в течение всего периода его обучения его в школе и корректировать (вместе с родителями в необходимых случаях). В этом случае учителю не нужно заниматься переборкой вариантов проектов. Он знает, что каждому учащемуся предложить. Появляется время для выдачи информации об истории создания того или иного технического устройства, используя для этого различные научно-популярные издания, в том числе статьи из журналов.
Приведем в качестве примера план урока для 5 класса.
Тема: Выбор объекта учебного проектирования.
Цели урока:
Обучающая — сформировать у учащихся первоначальные сведения об экологически чистых источниках энергии.
Развивающая — сформировать у учащихся умения вести эскизирование простых механизмов.
Воспитывающая — формировать у учащихся стремление к творческой работе, аккуратности в выполнении проектного задания.
Объект работы: детская учебная мебель.
Ход урока:
1. Организационный момент. Проверка готовности учащихся к уроку. Инструктаж по охране труда и по технике безопасности — 3 мин.
2. Беседа об экологически чистых способах получения энергии: ветросиловые установки (показ красочных иллюстраций) — 10 мин.
3. Диалог — обсуждение на тему:
4. Знакомство учащихся с различными видами мебели.
5. Выдается задание; разработать, спроектировать детскую учебную мебель (парта). Необходимо сделать рисунок, эскиз, продумать механизм привода (индивидуальная работа учащихся) — 25–30 мин.
6. Коллективное обсуждение проектов учащихся, анализ проекта. Выбор конструкции — 15 мин.
7. Заключительный момент, подведение итогов занятия. Приведение в порядок рабочих мест — 5–10 мин.
8. Домашнее задание: доработать конструкцию, оформить листок проекта (выбор и обоснование проекта).
9. Занесение результатов наблюдений за учащимися в память компьютера — 5–10 мин.
А вот пример коллективного обсуждения проектов.
Сначала разбираются наиболее слабые проекты, учащиеся принимают активное участие в их доработке, учитель при этом делает все возможное, чтобы авторы этих проектов были достойно представлены и с пониманием относились к замечаниям своих товарищей.
Затем разбираются проекты более сильных учащихся, в конструкции кое-что добавлялось, кое-что упрощалось.
Весьма важным элементом организационно-подготовительного этапа является выбор материалов для изготовления конструкции, планированиетехнологии изготовления, доработка технологического процесса, т. е. разработка технологических карт по изготовлению деталей изделий, их сборке. Безусловно, что содержание технологических карт от класса к классу усложняется, соответствуя при этом уровни подготовки учащихся, постепенно приближаясь к производственным технологическим картам. Немаловажным элементом организационно-подготовительного этапа является подбор учащимися инструментов, которые понадобятся для изготовления объекта.
На стадии технологического этапа проектной деятельности учащиеся выполняют трудовые операции в соответствии с разработанным ими технологическим процессом, корректируя, в необходимых случаях, свою деятельность под контролем учителя с тем, чтобы неуклонно соблюдались технологическая, трудовая дисциплина и культура труда. Технологическая дисциплина предполагает соблюдение режимов обработки материалов, определенной последовательности трудовых операций, правильное использование способов и приемов обработки сырья, материалов, бережное отношение к расходованию электроэнергии, к инструментам, проведении экспериментального исследования [3].
Трудовая дисциплина соблюдается тогда, когда соблюдаются условия всех организационно-технических мероприятий в процессе проектной деятельности учащихся: охрана и безопасность труда, его нормирование.
Культура труда предполагает образцовый порядок, чистоту на рабочем месте, соблюдение благоприятный условий труда, соблюдение эргономических условий, требований дизайна, что, безусловно, сказывается на качестве изготовления, а, следовательно, на конкурентоспособности изделия.
Учителю технологии необходимо учитывать в практической работе то, что критериями культуры труда являются профессионализм, уровень образованности, компетентность, неуклонное соблюдение дисциплины.
В заключительной части технологического этапа учащиеся производят экономические расчеты.
Они определяют себестоимость изделия, стоимость произведенной работы, затраты на материалы, электроэнергию, проводят маркетинговые исследования, определяют возможные способы реализации изделия.
Заключительный этап проектировочной деятельности учащихся проводится в виде творческого отчета.
Урок — творческий отчет лучше всего проводить вне рамок расписания уроков (в вечернее время) с тем, чтобы на нем могли присутствовать родители учащихся (им не безразлично увидеть, чему научились их дети). Дату и тему урока лучше всего объявить в начале IV четверти. Учащимся доводится до сведения, что их отчет должен содержать аргументацию выбора темы проекта, демонстрацию проектной документации и самого изделия, описания технологического этапа изготовления изделия и показ практического применения представляемого на защиту экспоната.
Литература:
- Заёнчик В. М. Основы творческо-конструкторской деятельности: методы и организация. / В. М. Заёнчик, А. А. Карачев, В. Е. Шмелев. Учебник для студ. высш. заведений. М.: Академия, 2004. 256 с.
- Матяш Н. В. Инновационные педагогические технологии. Проектное обучение: учеб. пособие для вузов / Н. В. Матяш. М.: Академия,2011. 144 с.
- Методика проведения педагогического эксперимента и результаты опытно- экспериментальной работы / О. В. Сидоров // Дискуссия. 2014. № 11(52). — С. 159–167.
- Сидоров О. В. Методические рекомендации для проведения лабораторного практикума по обработке конструкционных материалов методами электроискровой, ультразвуковой обработки и поверхностной закалки металлов токами высокой частоты / О. В. Сидоров, А. С. Тихонов. Учебно-методическое пособие. Ишим, 2003.
- Сидоров О. В. Новые способы в обработке металлов / О. В. Сидоров, Л. В. Яковлева // Вестник Ишимского государственного педагогического института им. П. П. Ершова. 2004. № 6(18) С. 113–119.
- Сидоров О. В. Проектирование технических объектов как средство развития технического мышления учителей технологии / О. В. Сидоров. В сборнике: Технологическое образование в инновационно-технологическом развитии экономики страны. Материалы ХХ Международной научно-практической конференции по проблемам технологического образования. Под редакцией: Ю. Л. Хотунцева. М.: 2014. — С. 352–356.
- Тихонов А. С. Естествознание и техника: методологический аспект / А. С. Тихонов, О. В. Сидоров // Вестник Ишимского педагогического института им. П. П. Ершова. 2012. № 4(4). С. 58–64.
