Технічна творчість учнів основної школи

Але при будь-якій творчій діяльності повинні бути виділені три основних етапи виконання завдання: усвідомлення та обґрунтування ідеї; технічна розробка завдання та практична робота над ним; випробування об'єкту в роботі та оцінка результату творчого рішення.

Кожний етап повинен мати чітко виражений  результат: на першому етапі ним являється усвідомлення та прийняття ідеї; на другому – конструкторсько-технологічна розробка ідеї, доведення її до можливості практичної реалізації та практична реалізація рішення; на третьому – аналіз, доробка та оцінка рішення. Результативність кожного етапу виконання творчого завдання тісно пов’язана з розвитком у школярів технічного мислення та трудових вмінь і навичок.

Дуже корисними  для розвитку технічного мислення школярів являються вправи на порівняння та протиставлення, завдання на виділення у масі учбової інформації змістовних елементів, задачі, які передбачають розрахунок ефективності роботи технічного пристрою, машини та ін.

Суттєвим  моментом творчого процесу являється  знаходження Школярами технічного протиріччя, виникнення проблемної ситуації. При цьому учень усвідомлює задум технічної невідповідності, констатує наявність задачі, проблеми. Шляхом порівняння сторін протиріччя проходить локалізація області пошуку – школяр усвідомлює задум задачі. Спочатку вона у нього виникає у вигляді нечітко поставленого питання перед собою. Потім у процесі перероблення зібраної інформації технічна задача уточнюється і формулюється.

Адекватність формулювання задачі ситуації, яка склалася, інколи викликає ускладнення, її повнота і точність залежить від вміння учня словами виражати думку, яка базується на знанні мови, основних правил логіки, усвідомленості сутності технічних понять та ін. [9, с. 8-9].

У практиці технічної  творчості технічну задачу педагог  часто формулює сам, дає її у готовому вигляді. В таких випадках після аналізу її умови і під впливом виниклої проблемної ситуації, учень може прийняти задачу у тому формулюванні, яка йому була запропонована вчителем, але може й змінити, переформулювати її. Як показує досвід, у більшості випадків учні запропоновані їм задачі формулюють самі. Це відбувається під впливом суб'єктивного розуміння сутності явищ, відображених в задачі, і являється показником того, що учень її «прийняв».

На другому  етапі сформулювавши задачу або  усвідомивши її формулювання, надану вчителем, учень приступає до пошуку способу рішення. Спочатку, як правило, він звертається до минулого досвіду, подумки відповідаючи на поставлені перед собою питання: що з відомого можна використати для рішення задачі? Чи не зустрічалась аналогічна задача? Не знайшовши подібності, школяр відмовляється від намірів скористатись відомими способами рішення задач і приступає до пошуку нових. У ході такої діяльності може виникнути догадка про новий способи вирішення задачі. Якщо ж це не станеться, учень продовжує аналіз ситуації, яка склалася, в процесі якої проходить відбір інформації, встановлення зв’язків між даними задачі і її вимогою. Це обумовлює висунення пропозицій про способи рішення задачі, яка стоїть перед ними,

Висунення припущень  звичайно проходить шляхом здогадки. Одні припущення можуть будуватись на основі досвіду, другі – на узагальненнях відомих знань, треті – на основі аналогій, четверті – на використанні абстракцій. Аналогія і перенос відомих способів рішення в нову ситуацію, асоціативні зв’язки на цьому етапі грають головну роль [2, с. 20-22].

Основною  задачею на третьому етапі являється  розробка документації, необхідної для виготовлення дослідного зразка. Процес конструювання умовно можна розділити на чотири складові: складання та уточнення технічного завдання; ескізне конструювання; розробка технічного проекту; створення робочого проекту. На практиці можуть здійснюватись не всі чотири етапи конструювання, а тільки деякі з цих етапів. Це залежить від багатьох обставин і, перед усім від віку учнів, їх підготовленості до творчої діяльності, вирішуваної технічної задачі та ін. Найчастіше звертаються до ескізного конструювання та складання робочих креслень для складних деталей.

У процесі  конструювання школярі знаходять  похибки та невдалі рішення окремих частин технічного пристрою, уточнюють форму і .розміри пристрою в цілому, забезпечують взаємозамінність, спадкоємність та, агрегатування. У подальшому виникає складність з розрахунковими роботами. Справа в тому, що конструювання базується на складних розрахунках, які часто не доступні для учнів навіть старших класів. Наприклад, для проведення розрахунку на міцність необхідні знання основ технічної механіки, опору матеріалів, теорії механізмів та машин, а також інших учбових предметів, які вивчаються у вищих учбових закладах. Тому в школі в технічній творчості ведуть розрахунки на міцність з використанням наближених методів або звертаються до інтуїції та здорового глузду. Кінематичні розрахунки більш доступні для учнів, тому їх проводять у всіх випадках. Якщо в школі є учнівське конструкторське бюро, можна використати його допомогу.

В практиці технічної  творчості часто використовуються готові деталі, вузли та механізми, їх застосування виправдане з двох причин. По-перше, використовуються деталі, вузли, механізми непридатної для експлуатації техніки, що більш доступно. По-друге, з'являється можливість використати механізми, які не можна виготовити в умовах учбових .майстерень. Наприклад, таких, як диференційний механізм, черв'ячна передача, деталі гідросистеми та ін.

На третьому етапі школярами створюється, вдосконалюється та випробовується дослідний зразок. Після випробовування проводиться оздоблення технічного пристрою та підготовка технічної документації на впровадження, промислове виготовлення або, що частіше всього буває, виставочного зразка [9, с. 9-10].

Для технічної  творчості школярів, особливо для  заключного етапу, самого об'ємного за затратами часу, трудове навчання як учбовий предмет утворює найбільш придатні умови. На вчителя трудового навчання покладається ведуча роль в організації дитячої технічної творчості в школі. Його психолого-педагогічна, методична і спеціальна підготовка багато в чому визначає творчу активність учнів. Для ефективного керівництва дитячою технічною творчістю вчитель трудового навчання повинен знати методи та прийоми розвитку пізнавальної активності, технічної пам'яті, кмітливості та спостережливості учнів і вміти підібрати форми та методи організації творчої діяльності учнів у конкретних умовах, зацікавити, прищепити любов до творчого пошуку.

В результаті педагогічних досліджень і великої практичної роботи педагогів та методистів визначений ряд ефективних методів, до яких відносяться конструювання (моделювання) виробів, використання технічної документації із скороченими даними, рішення творчих задач, виконання технічних завдань, повторне виконання робіт зі зміною раніше виготовлених конструкцій, уявний експеримент, пошук та усунення несправностей з використанням технічних засобів (в тому числі і тренажерів) та ін. Використання цих методів у визначеній системі дозволяє розвивати творчі здібності учнів і збуджувати у них інтерес до техніки [11; с. 13-15].

1.3. Рішення творчих задач, як основа  технічної творчої діяльності.

Здатність ставити  та вирішувати задачі самих різноманітних типів та різного ступеню складності є найбільш характерною рисою діяльності людини. Необхідність повсякденно вирішувати протиріччя життєвих обставин (задач) породила потребу в знаннях, а необхідність оперування знаннями привела до розвитку мислення. Людина до цього так звикла, що поняття «задача» не пов'язує з повсякденним життям, а відносить його до категорій педагогіки, науки. Хоч будь-яке знання, навіть те, яке сприймається нами як незаперечна істина, по суті справи є результатом невтомних людських пошуків, які колись народжувались і вирішувались у вигляді нових і можливо дуже складних задач.

Технічна діяльність в цьому плані не є винятком. Навпаки, з появою техніки кількість задач значно збільшилась, а складність їх зросла в багато разів. Якщо при рішенні повсякденних задач людина обходиться знаннями, набутими в процесі життєвого досвіду, то для рішення технічних задач вимагаються наукові, технічні знання. Те ж стосується і мислення. Технічна діяльність породила потребу у технічному мисленні [10, с. 60-61].

Необхідність  передачі технічних знань з покоління в покоління привела людей до думки про використання задач не тільки для відкриття знань, але й для навчання дітей техніці, розвитку їх творчого мислення. Спеціально підібрані та сформульовані задачі стали активним засобом навчання підростаючого покоління техніці.

Характерним для технічної задачі є те, що її зміст базується на технічному матеріалі, її вимога пов'язана з великою невизначеністю області пошуку, рішення в більшості випадків багатоваріантне, а процес рішення носить творчий характер.

У більшості  технічних задач закладене те чи інше протиріччя (за виключенням невеликої кількості чисто розрахункових задач). Цим і пояснюється їх творчий характер. Протиріччя є рушійною силою рішення технічних задач, причиною виникнення проблемної ситуації, яка активізує пізнавальну діяльність того, хто розв'язує задачу. Кількість і різноманіття протиріч дуже велика, їх класифікують за різними ознаками. Головною властивістю всіх протиріч є їх здатність «приводити в рух» думку.

Для більшості  технічних задач характерним є те, що закладене в них протиріччя в процесі рішення задачі трансформується Одне протиріччя переходить в інше або породжує інше. Система протиріч, яка утворилася, підтримує розумову активність того, хто (розв'язує задачу, направляє її в необхідне русло. Цю систему протиріч я можу пояснити на прикладі статті Ф. Енгельса «Історія рушниці», в якій він дав діалектичний аналіз винаходу французького офіцера Дельвіна, який сприяй підвищенню бойових  якостей рушниці.

Дельвін поставив мету об'єднати, здавалось би для того рівня розвитку техніки зовсім несумісні вимоги: куля в нарізній частині ствола повинна набути обертання для гвинтоподібного руху при польоті у повітрі і в той же час рухатись в стволі так же вільно, як в гладкоствольному мушкеті.

Для досягнення цієї мети в 1828 р. він сконструював гвинтівку, кінець ствола якої в казенній частині трохи звужений. Заряджалась вона так. Спочатку у ствол всипався порох. Потім опускалась свинцева куля, діаметр якої дещо менше діаметра ствола, але більше звуженої казенної частини. Декількома ударами шомпола куля розширювалась, завдяки чому входила в нарізи ствола і щільно закривала ствол. Це дозволяло ефективно використовувати енергію газів пороху і значно підвищити бойові якості гвинтівки.

Здавалось би, початкова невідповідність протиріччя подолана. Але Дельвін помітив, що в результатів ударів шомпола куля на стільки деформується, що зовсім втрачає обтічність, внаслідок чого опір повітря значно зростає. Це приводить до великих втрат набутих винаходом якостей гвинтівки. Так вирішення головної не відповідності породило нове, хоч і менш складне. Нове протиріччя «примушує» винахідника вести пошук для усунення знайденого недоліку. Для цього знову вимагається велика напруженість думки, велика винахідливість. Залишити невирішеною задачу він не може. Його відчуття охопила проблемна ситуація. Під дією проблемної ситуації Дельвін знаходить рішення, яке усуває недолік. Він у кулі з тильного боку свердлить глухий отвір, гадаючи, що порохові гази будуть не тільки виштовхувати кулю із ствола, але й деформувати її. Деформована куля не тільки щільніше прилягатиме до стінок ствола, але й стане опуклою, обтікаємою в середній частині.

Здавалося б  задача вирішена, протиріччя усунуте. Але випробування гвинтівки зіштовхнулось з новим недоліком. Виявилось, що куля з порожниною всередині нерідко в стволі розривалась на дві частини. Головка її вилітала, а останнє щільно застрявало у стволі. Виникло нове протиріччя, для усунення якого необхідні нові розумові зусилля. Але мала міцність полої кулі виявилась недоліком, який більш легко усунути, ніж попередні [15, с. 12].

Аналіз, зроблений  Енгельсом, характерний не тільки для  окремого випадку винаходу гвинтівки, але й для будь-якої творчої технічної задачі, в тому числі і для учбової, яка по суті для учнів нічим не відрізняється від винахідницької. При рішенні учбової технічної задачі, так же як і винахідницької, закладене в задачі протиріччя викликає в учня стан проблемної ситуації, який активізує його пізнавальну діяльність в процесі рішення задачі. В ході пошуку рішення основного протиріччя і виникаючих у процесі рішення задачі як винахідник, так і учень оперують знаннями, 5ші мають, набувають нові знання, широко використовують операції мислення (порівняння, протиставлення, аналіз, синтез та ін.), асоціативні зв'язки, можливості пам'яті, аналогії та інші прийоми, які дозволяють не тільки розв'язати задачу, але й розвити інтелектуальну сферу учня.

Ретельний аналіз процесу технічної творчості  учнів показує, що його можна уявити як рішення спеціально підібраної системи учбових та виробничих технічних задач, з метою набуття учнями технічних знань, досвіду технічної діяльності та розвитку технічного мислення [16, с. 15-17].

РОЗДІЛ II. МЕТОДИЧНІ АСПЕКТИ ВПРОВАДЖЕННЯ ТЕХНІЧНОЇ ТВОРЧОСТІ УЧНІВ НА УРОКАХ ТРУДОВОГО НАВЧАННЯ.

2.1. Методи пошуку  рішень творчих технічних задач.

З часу зародження технічних  пристроїв, простих механізмів людство  ставить перед собою та вирішує  різної складності та значення технічні задачі. Людей не лишає потреба створювати технічні пристрої, механізми, машини, здатні змінити фізичну працю машиною, а нетворчу – творчою. Довгий час творчість була долею окремих людей і вважалась привілеєм обдарованих особистостей. Але з розвитком науки, техніки стало ясно, що технічний прогрес потребує зусиль більшої кількості спеціально підготовлених людей. Стало зрозумілим також, що творчість – це “ремесло”, якому треба вчитися, але щоб навитися творчості, спочатку потрібно пізнати її закономірності або методи їх пошуку. До методів вирішення творчих задач можна віднести: метод спроб і помилок, мозковий штурм, синектика, морфологічний аналіз, метод контрольних запитань, алгоритм вирішення винахідницьких задач (арвз) та ін.