И организационных задач

Задачи, вопросы и практические задания — это эффективное дидактическое средство, активизирующее творческую деятельность учащихся, особенно если они являются проблемными, т. е. и их содержании заложены противоречия. Противоречие может бытьинформационно-познавательным, противоречием процесса познания или логическим.

Информационно-познавательное противоречие бывает заложено в сущности изучаемых явлений, процессов и предметов. Оно, как правило, проявляется через смысловой конфликт. Например, вопрос «Почему червячная передача является необратимой?» содержит информационно-познавательное противоречие. Действительно, кажется странным, что вращательное движение в червячной передаче можно передать только с червяка на червячное колесо. Как будто ничто не мешает передать вращательное движение с червячного колеса на червяк. Но — не получается. Под воздействием противоречия у человека возникает желание понять, в чем же дело, т. е. возникает такое психологическое состояние, которое называется проблемной ситуацией. Она-то и заставляет искать ответ на поставленный вопрос.

Противоречия процесса познания (обучения) возникают между выдвигаемыми жизнью и ходом обучения теоретическими и практическими задачами познавательного характера и имеющимся у человека уровнем знаний, понимания и развития. Частными случаями здесь могут быть такие противоречия:

1) между многообразием возможных действий и необходимостью выбора наиболее целесообразного, рационального;

2) между имеющимися знаниями и новыми условиями практического их использования;

3) между теоретически возможным путем решения задачи и практической неосуществимостью или нецелесообразностью избранного способа;

4) между прошлым опытом и новым способом действия или новым подходом к анализу усваиваемого учебного материала;

5) между конкретным техническим устройством и его схематическим изображением и др.

К логическим противоречиям относятся противоречия суждений. При конструировании, составлении технологии изготовления изделий, прогнозировании и диагностике часто по одному и тому же поводу возникают различные суждения. Доказательство справедливости того или иного суждения, как показывает практика, всегда связано с возникновением проблемной ситуации. Часто доказательство правильности суждения настолько сложно, что приходится проверять его на практике. Собственно испытание любой машины, несмотря на точность всех расчетов,— это есть не что иное, как разрешение суждений; будет ли она работать в данных условиях или нет?

Противоречия процесса познания и логические противоречия возникают при попытке человека понять сущность объекта, явления или процесса.

В технических задачах могут проявляться как физические противоречия, так и противоречия процесса познания. Характерным является то, что физические противоречия в задачах технического содержания трансформируются в технические противоречия. Как уже отмечалось выше, внешне техническое противоречие проявляется в том, что при попытке улучшения одной части (или одного параметра) технической системы недопустимо ухудшается ее другая часть (или другой параметр).

Технические задачи, в которых проявляется то или иное противоречие, называют творческими. Это обусловлено тем, что для решения технических задач, в которых заложено физическое или познавательное противоречие, человеку необходимо проявить не стандартные (репродуктивные), а творческие (активные) действия. Любая задача, даже самая сложная, имеющая алгоритм решения, считается нетворческой. При ее решении действуют в соответствии с установленными правилами и получают необходимый результат. Творческая же задача не имеет алгоритма решения или во всяком случае, он не известен ученику, студенту, конструктору. Она требует нестандартных действий, творческих усилий. Одна же задача может быть творческой и нетворческой, в зависимости от того, кто ее решает. Если задача решается тем, кто располагает методом устранения противоречия, то для него она не иноческая. Для учащихся, студентов, поскольку они не имеют большого опыта решения технических задач и их целью является постоянное накопление новых знаний, многие технические задачи являются творческими. Если же возникает задача, противоречие которой в данный момент никто не может разрешить, ее называют проблемной. На решение этой проблемы выдается авторское свидетельство или патент, а само решение называется изобретением.

Из сказанного выше может показаться, что для воспитания творческой личности достаточно в процессе обучения учить человека решать противоречия. Однако на самом деле это не так. Каждый тип противоречий по-своему проявляется в конкретном условии задачи, выражается через ее содержание и требует своеобразного подхода в разрешении. Вот почему в обучении стоит задача не научить человека решать отдельные типы противоречий, а развивать творческое мышление, умение в каждом конкретном случае выдвигать предположения, выбирать среди них гипотезу, разрешать ее, делать соответствующие выводы и т. д. Техническое творчество как раз и призвано развивать у учащихся эти качества, т. е. развивать техническое мышление.

Техническое мышление является сложным психическим явлением. От обычного понятийно-образного мышления оно отличается тем, что всегда связано с практикой. Поэтому для формирования технического мышления содержание решаемых задач должно быть снизано с реальным техническим устройством, процессом или действием, направленным на обеспечение эффективной работы меха­низмов или машин. Этим требованиям удовлетворяют задачи на конструирование технических объектов, задачи технологического характера и организационные задачи, которые органически связаны с процессом моделирования технических устройств.

Конструкторские задачи — это такие задачи, требования которых направлены на построение технических устройств, моделей, предметов реального применения. Решение конструкторской задачи выражается в составлении технической документации — эскизов, технических рисунков, чертежей или схем. Конструкторские задачи, как правило, являются проблемными. Для их решения человеку нужно преодолеть техническое противоречие или противоречие процесса обучения.

Формирование необходимых конструкторских умений и навыков происходит в том случае, если в определенной системе решать задачи на обсуждение готовых конструкций, конструирование из готовых деталей, узлов и т. п., на переконструирование, конструирование по назначению, техническим условиям и собственному замыслу.

Большое значение для обучения конструированию имеют задачи на обсуждение готовых конструкций деталей, изделий, механизмов и машин. Наиболее целесообразно их решать на начальном этапе обучения конструированию. Однако они могут оказаться полезными на всех этапах обучения и даже для профессионального конструктора. Методика их использования заключается в следующем. Подбирается система конструктивных элементов с явно выраженным назначением, функциональностью, технологич­ностью, простотой. Каждый из выделенных элементов дидактиче­ски обрабатывается и предъявляется обучаемым в виде вопроса, задачи или практического задания. Лучшей формой решения задачи на обсуждение конструкции признана коллективная. Обучаемые высказывают предположения, обсуждают их, отвергают или принимают, т. е. ведут поиск решения. Преподаватель направляет деятельность обучаемых, руководствуясь при этом извлечением максимальной пользы для них в образовательном, воспитывающем и развивающем аспектах.

Особенно эффективны эти задачи для развития умений художественного конструирования и таких операций мышления, как сравнение и противопоставление.

Большое значение для подготовки к творческой конструкторской деятельности имеют задачи типа «проблемный ящик». При решении этих задач предполагается научить человека рационально использовать имеющийся арсенал технических устройств для решения конкретной задачи. Методика решения этих задач заключается в следующем. Преподаватель предлагает задачу в виде графического изображения, на котором дано техническое устройство с пропущенными деталями или механизмами, выполняющими определенные функции (рис. 6.1). От обучаемых требуется подобрать из числа известных механизмов такие, которые обеспечили бы выполнение требуемых от устройства функций.

Эти задачи могут быть различной сложности. Но объединяет их то, что они направлены на формирование комбинаторских умений и навыков.

Особый интерес среди конструкторских задач представляют задачи на до- и переконструирование. Правильно подобранная система задач на доконструирование обеспечивает развитие у чело века умения решать множество обособленных конструкторских задач различной сложности. Как правило, при создании большинства реальных конструкций приходится принимать технические решения, находящиеся в сложном взаимоотношении. Учащимся в начальный период обучения это сделать трудно. Сначала их нужно научить решать обособленные задачи, затем количество связей посредством подбора соответствующих задач необходимо расширять.

Задачи на переконструирование характерны тем, что в процессе их решения необходимо внести в техническое устройство конструктивные изменения. Это может быть связано с заменой материала отдельных деталей, преобразованием функций отдельных узлов или всего устройства, изменением режима его работы и т. д. Характерным для этих задач является то, что они побуждают человека к принятию первых рационализаторских шагов, т.е. действий, направленных на улучшение конструкции изделия, снижение ее материалоемкости, повышение экономичности и пр.

В качестве примера приведем такой случай. При испытании изготовленного в кружке мотоблока оказалось, что дисковая муфта сцепления буксует. Какие нужно внести изменения в конструкцию муфты, чтобы устранить этот недостаток? Попытка заменить имеющиеся пружины на более жесткие не привела к существенному улучшению. Потребовалось более радикальное изменение – блокировка муфты. Но для этого понадобилось существенно изменить ее конструкцию.

От разобщенных конструкторских действий со временем учащийся должен переходить к самостоятельному конструированию деталей, узлов и механизмов. Дидактически оправданным является включение учащихся в конструкторскую деятельность посредством самостоятельного конструирования объекта в зависимости от его назначения, технических условий и собственного замысла. Названные виды конструирования фактически требуют решения комплекса тесно связанных между собой задач. Для творческой подготовки обучаемых такие задачи оказываются очень полезными, поскольку они способствуют развитию умений находить причинно-следственные связи, взаимосвязи между физическими явлениями, техническими устройствами и т. д. Анализ конструкторской деятельности при моделировании и конструировании объ­ектов реального применения показывает, что в творческой деятельности учащихся преобладают задачи именно такого типа.

Поскольку конструирование предусматривает не только разработку технической документации, но и изготовление конкретных моделей или предметов, то, кроме конструкторских задач, учащиеся должны решать и задачи технологического характера.

Анализ деятельности учащихся по изготовлению моделей и предметов реального применения показал, что практически ее можно представить как решение определенной системы задач. Проиллюстрируем это простым примером. Пусть нужно изготовить болт. Сначала обучаемый должен подобрать необходимую заготовку. Для него это задача, так как необходимо выбрать нужный металл (например, марку стали), подобрать нужные размеры, форму заготовки и т. д. Затем возникает задача установки заготовки в патроне токарного станка. Далее следуют задачи на выбор режима обработки, обеспечения точности размеров, низкой шероховатости поверхности, нарезания резьбы и др. При изготов­лении более сложных деталей задачи усложняются еще и тем, что нужно использовать специальные приспособления, инструменты и оснастку.

Технологические задачи в большинстве случаев являются творческими. Это объясняется тем, что в каждом конкретном случае одну и ту же деталь можно изготовить, используя различное оборудование, режим обработки, приспособления, инструменты и т. п.

Хотя при разработке учащимися технологии изготовления изделия задачи возникают перед ними самопроизвольно, педагог может их создавать и преднамеренно. Например, можно составить систему задач на обсуждение технологии изготовления детали или изделия, на умение пользоваться технической документацией, на разработку и использование специальных приспособлений, на применение прогрессивных форм изготовления изделий и др.

Задачи на обсуждение технологии изготовления изделий оказываются очень ценными не только в начальный период обучения, но и на любом этапе технической деятельности. Это объясняется тем, что в каждом конкретном случае обучаемый сталкивается с новой задачей, причем задача становится тем сложнее, чем на более высоком профессиональном уровне она решается. Например, перед учеником чаще всего возникает задача определить оптимальную последовательность изготовления изделия, выбрать ре­жим обработки и т. д. Перед инженером-технологом в том же случае стоит задача более сложная: разработать технологию изготовления изделия с минимальными экономическими потерями, с учётом достижения высокой точности, использования станочного оборудования с автоматическим управлением и т. д. Изобретатели ставят перед собой еще более сложную задачу: в известном способе изготовления изделия вскрыть недостатки и разработать пути их устранения и т. д.

Таким образом, при подготовке обучаемых к творческой дея-ности по разработке технологии изготовления изделий педагог в каждом конкретном случае может использовать оптимальный уровень сложности технологических задач на обсуждение технологии изготовления изделия.

Большое значение в подготовке учащихся к технологической деятельности имеет умение пользоваться технологической документацией. Это умение означает не только знание условных обозначений, умение читать чертежи, определять режимы работы оборудования, но и умение представлять себе настоящее производство, процессы превращения заготовок в детали, механизмы, машины, находить взаимосвязь между операциями, рабочими местами, цехами и т.д., т.е. предвидеть все до мельчайших подробностей.

Задача по изготовлению изделия учащимся по сравнению с аналогичной задачей рабочего выглядит внешне проще. Но для учащегося эта задача гораздо сложнее. Ведь он каждую деталь изготовляет впервые, не имея опыта, специальных знаний. У него единственная возможность приобрести опыт, знания — решение сначала обособленных, а затем и более сложных задач.

Как известно, в серийном производстве большое значение имеют различные приспособления. Трудно переоценить их значение для повышения производительности труда, снижения себестоимости продукции, улучшения ее качества и т. д. Поэтому, несмотря на то что в кружках технического творчества серийное изготовление деталей отсутствует, разрабатывать и изготовлять приспособления, а значит, и решать соответствующие задачи необходимо. Практика показала, что разработка и изготовление технологических приспособлений, так же как и моделирование, вполне может выть самостоятельным видом технического творчества.

Относительно самостоятельным и весьма важным видом технических задач являются организационные задачи. Эти задачи не менее сложны, чем конструкторские и технологические, хотя на первый взгляд они кажутся простыми. Это объясняется отсутствием в них смысловой нагрузки, требующей для разрешения сложных расчетов, знаний физических явлений, специального оборудования и т. д. Дело усугубляется еще и тем, что в учебных условиях трудно смоделировать реальную производственную обстановку. Поэтому на практике организационные задачи часто сводятся к определенным требованиям. Например, решаются задачи по определению требований к рабочему месту, обеспечению гигиенических норм, требований техники безопасности и др. Безусловно, это важные организационные задачи, но, кроме них, нужно решать и более существенные: повышения производительности труда и качества продукции, организации соревнования, финансовых взаимоотношений и т. д.

Практика показывает, что для постановки и решения таких задач благоприятные условия складываются при использовании деловых игр. Деловые игры могут быть организованы посредством диалога по схемам «конструктор — экономист», «заказчик — изготовитель», «изготовитель — покупатель» и т. п. Особый интерес представляют деловые игры с использованием электронного оборудования, индивидуальных компьютеров и др. Применение электронного оборудования не только позволяет быстро решать экономические и организационные задачи, но и формирует у обучаемых новый стиль управления современным производством, на котором первостепенное значение имеет человеческий фактор, высокая производительность труда, качество продукции, экономия энергии и т. д.

Однако нужно знать, что решение конструкторских, технологических и организационных задач эффективно только в том случае, когда оно организуется в соответствии с определенными дидактическими требованиями. Одним из основных таких требований является системное решение технических задач. Эпизодическое решение отдельных типов задач может в некоторой степени активизировать деятельность учащихся, но не приводит к систематизированным знаниям и тем более к развитию технических способностей. Случайная совокупность задач не охватывает всех черт творческой деятельности в комплексе и не может предусмотреть их планомерного развития на оптимальном уровне.

Теоретические исследования и практика показывают, что подлинная активизация познавательной деятельности обучаемых и развитие их творческих способностей возможны лишь при использовании познавательных задач в целесообразной последовательности, системе. В техническом творчестве, при изготовлении моделей и предметов реального потребления, очевидно, решаемые задачи должны быть органически связаны с содержанием деятельности обучаемого, а последовательность задач должна подчиняться принципу возрастающей трудности.