Технічна творчість учнів основної школи

18. Чия це  проблема? Чому його?

19. Хто запропонував це першим? Історія питання. Які логічні тлумачення цієї проблеми мали місце?
20. Хто ще розв'язував цю проблему? Чого він добився?
21. Визначити загальноприйняті граничні умови і причини їх встановлення.

У переліку Т. Ейлоарта є ряд дуже корисних винахідникам рекомендацій. Наприклад, у четвертому пункті рекомендується використовувати аналогію. Саме по собі це не нове. Але більшість винахідників звичайно користується прямою аналогією, причому несвідомо, стихійно. Ейлоарт пропонує конструювати аналогії свідомо, різного типу.

У десятому та дванадцятому пунктах крім аналогій він рекомендує використовувати асоціації пов'язані з національними особливостями людей, споріднені, чимось подібні до об'єктів, що винаходяться та ін.

Аналогічний прийом використовується при вдосконаленні  теплової машини, коли припускається, що коефіцієнт її корисної дії дорівнює одиниці.

Уявити ідеальне рішення – значить правильно  побачити, в якому напрямку необхідно вести пошук створення нового предмету, машини, процесу та ін. [9;26-27].

Алгоритм  рішення винахідницькіх задач (АРВЗ) – так названий метод рішення  пошукових задач його автором, письменником-фантазером та винахідником Г.С. Альтшуллером. «Алгоритм» в перекладі з латинської це система правил рішення визначеного класу задач (комплекс послідовних дій).

Цей метод  принципово відрізняється від вищевикладених методів рішення пошукових задач і, перед усім, тим, що він є раціональним.

Процес вирішення  задач методом АРВЗ полягає у послідовному виконанні дій по знаходженню, уточненню та вирішенню технічних протиріч. Для технічного протиріччя характерне те, що в його основі лежить діалектичне протиріччя між предметами, явищами, процесами, тобто фізичні протиріччя. Технічне протиріччя проявляється, наприклад, коли при спробі покращення однієї частини (або одного параметру) технічної системи, недопустимо погіршується друга частина (або другий параметр).

В АРВЗ використовуються чотири механізми усунення технічних протиріч:

1. формулювання ідеального рішення, тобто уявного рішення, яке могло б задовольняти всім вимогам задачі, не замислюючись над тим як воно буде досягнуте;
2. перехід від технічного протиріччя до фізичного;
3. усунення фізичного протиріччя;
4. використання операторів, які відображають інформацію про найбільш ефективні способи усунення протиріччя (переліки типових прийомів, таблиці використання типових прийомів, таблиці та вказівник застосування фізичних ефектів).

У відповідності  до вищевказаних механізмів будується процес пошуку творчих задач.

Формулюється  задача. У формулюванні описується технічна система або її частина і відображається властиве їй технічне протиріччя. Потім іде спеціальна «обробка» умови задачі, направлена на подолання психологічної інерції, впливу минулого досвіду. При цьому умова задачі повинна бути звільнена від спеціальної терміоології [9, с. 27].

2.2. Розвиток технічної творчості  в процесі трудового навчання.

В результаті розвитку технічної  творчості учні набувають умінь  аналізувати технічні об'єкти з різних точок зору і робити узагальнення; вони вносять свої пропозиції щодо поліпшення технічних об'єктів, переносять набуті знання в різні умови праці, культури, побуту.

Виходячи з аналізу  передового практичного досвіду  шкіл і раціоналізаторів та винахідників на виробництві, можемо констатувати, що при організації роботи, пов'язаної з розвитком технічної творчості  учнів, треба враховувати такі основні  вимоги: роботу з учнями треба будувати на основі досягнутого ними рівня загальнонаукових, загальнотехнічних та спеціальних знань і практичного досвіду, щоб у процесі творчої діяльності спиратись на їх знання і практичні уміння та навички; на кожному з ступенів навчання учнів слід ознайомлювати із змістом і особливостями напряму їх технічної творчості, з організацією, плануванням і творчими прийомами роботи; починаючи роботу, учні завжди повинні мати вихідні дані про об'єкт технічної творчості: його призначення, будову, матеріал, принцип дії, конструкторські і технологічні вимоги до готового виробу; треба, щоб технічна творчість учнів розвивалася за стрункою дидактичною системою, яка відповідала б певним стадіям: підготовчій, проміжній, завершальній; процес розвитку технічної творчості учнів повинен відбуватися на основі єдності розумової і практичної діяльності. Створені в учнів нові тимчасові зв'язки закріплюватимуться внаслідок застосування засвоєного матеріалу (знань) в практичних ситуаціях, що приведе до міцнішого взаємозв'язку теорії з практикою.

Обов’язковою умовою технічної творчості учнів повинно  бути досягнення в процесі роботи позитивних результатів (виготовлення виробів або окремих їх частин). Це сприяє формуванню в учнів віри в свої творчі сили, усвідомленню своїх здібностей і можливостей у технічній творчості, осмисленню суспільної корисності технічної творчості. Такі мотиви цінні тим, що вони стають для учнів основними в творчій роботі, розвиваючи до неї дедалі більшу потребу [10, с. 25-26].

Розвиток технічної творчості учнів здійснюється на основі виконання технічних завдань. Технічні завдання (навчального і практичного характеру)

можна давати учням в  описовому (усному або письмовому) , схематичному, графічному або комбінованому  вигляді як такі, що мають суспільне значення.

Дидактичний матеріал, що використовується на заняттях, має  сприяти формуванню техніко - конструкторських знань і вмінь, розвитку творчого технічного мислення учня, просторової  уяви. Процес пізнання підлітка здійснюється не стільки опосередковано через зорове та слухове сприйняття, скільки через активні безпосередні дії, які учень змушений контролювати, що й покладено в основу відбору змісту технічної творчості учні.

Для раціонального розвитку технічної творчість учнів технічні об'єкти повинні бути не складними і не громіздкими, щоб їх можна було виготовити силами учнів (залежно від віку). Це дасть змогу учням побачити результати своїх творчих пошуків, що ще більше збудить їх інтерес до технічної творчості. За своїм змістом технічні об'єкти відповідали як характеру роботи і видам технологічних операцій, якими оволодівають учні на кожному ступені навчання, так і основним матеріалам, які вони опрацьовують. У такому разі технічні об'єкти будуть швидше виготовлені учнями.

Втілення в повсякденну  роботу розглянутих нами питань допоможе не тільки дійово розвивати технічну творчість учнів, а й забезпечить політехнічну спрямованість цього процесу. Бо, як відомо, головною умовою реалізації політехнічного принципу в розвитку технічної творчості учнів є послідовне озброєння їх конкретними знаннями і вміннями конструкторського та технологічного характеру на основі оволодіння теорією конструкторсько-технологічного проектування і практичної діяльності [10, с. 25-26].

Крім того, при розробці технології виготовлення при виготовленні виробів задачі виникають мимовільно їх можна створити і навмисно. Наприклад, можна скласти систему задач на обговорення технології виготовлення деталі або виробу, використання пристосувань, прогресивних методів виготовлення та ін.

З метою розвитку в учнів технічних здібностей на практиці широко використовуються такі задачі: на обговорення технології виготовлення деталі, виробу, установки, зборки та ін.; на вміння користуватись технологічною документацією на виготовлення виробів; на розробку та використання спеціальних пристосувань; на розробку прогресивних методів виготовлення виробів.

Задачі на обговорення технології виготовлення виробів є дуже цінними не тільки на початковому періоді навчання, але й на любому етапі технічної діяльності. Це пояснюється тим, що в кожному конкретному випадку учень зіштовхується з новою задачею, причому задача стає тим складнішою, чим на вищому професійному рівні вона розв'язується. Наприклад, перед учнем частіше всього виникає задача визначити оптимальну послідовність виготовлення виробу, вибрати режими обробки та ін. Перед  інженерами - технологами в тому ж випадку задача стоїть більш складна: розробити технологію виготовлення виробу з мінімальними економічними витратами, з врахуванням досягнення високої точності, використання верстатного обладнання з автоматичним управлінням та ін. Винахідники та новатори при обговоренні технології виробу ставлять перед собою задачу: у відповідному способі виготовлення виробів знайти недоліки та розробити способи їх усунення та ін. Таким чином, при підготовці учнів до творчої діяльності по розробці технології виготовлення виробів, педагог в кожному конкретному випадку може використовувати оптимальний рівень складності технологічних задач на обговорення технології виготовлення виробу.

Великі можливості у творчій підготовці людини до технологічної діяльності мають задачі на вміння користуватись технологічною документацією. Вміння користуватись технічною документацією у широкому понятті означає не тільки знати умовні позначення, вміти читати креслення, визначати режими роботи обладнання. Крім того, потрібно уявити дійсне виробництво, процеси перетворення заготовок у деталі, механізми, машини; знайти взаємозв'язок між операціями, робочими місцями, цехами та ін.; передбачати все до дрібниць [15, с. 30].

Задача по виготовленню виробів учням, у порівнянні з виробничим способом, зовні виглядає простіше. Але для нього самого вона дуже складна. Адже учень кожну деталь виготовляє вперше, не маючи досвіду, спеціальних знань. У нього єдина можливість набути досвід, знання через розв'язання спочатку простих, а потім і більш складних задач.

Як відомо,  в серійному виробництві, велике значення мають різни пристосування. Важко переоцінити їх значення для підвищення продуктивності праці, зниження вартості продукції, покращення її якості та ін. Тому не дивлячись на те, що в умовах технічної творчості серійне виготовлення деталей відсутнє, розробляти та виготовляти пристосування, а значить і розв'язувати відповідні задачі, необхідно. Практика показала, що розробка та виготовлення технологічних пристосувань, так же як і моделювання, цілком можуть бути самостійним видом технічної творчості.

Однією з основних дидактичних вимог є системне розв'язання технічних задач. Епізодичне розв'язання окремих типів задач може в деякій мірі активізувати діяльність людини, але не приводить до систематизованих знань і тим більше до розвитку технічних здібностей. Випадкова сукупність задач не охоплює всіх рис творчої діяльності в комплексі і не може передбачити їх планомірного розвитку на оптимальному рівні.

Теоретичні  дослідження та практика показують, що дійсна активізація пізнавальної діяльності учнів та розвиток їх творчих .здібностей можливі лише при використанні пізнавальних задач у певній послідовності, системі. Питання в тому, чим визначається. Така система, являється важливим і складним. Але в технічній творчості, при виготовленні моделей і предметів реального застосування очевидними вимогами є такі: задачі, які розв'язуються, повинні бути органічно пов'язані із змістом діяльності учня по виготовленню моделей чи предметів реального застосування; послідовність задач повинна підкорятись принципу зростання складності [16].

2.3. Технічне моделювання та його  організація та проведення занять.

Особливе  значення в підготовці учнів до технічної діяльності має моделювання.

Поняття «модель» в перекладі  з латинської означає копія чи зразок.

У наукових дослідженнях під моделлю розуміють об'єкт, установку, явище або умовний образ, з допомогою якого вивчаються складні явища, споруди, машини.

В навчанні моделі використовуються як засоби наочності, які дозволяють учням образно уявити предмети і явища, які вивчаються. Вони також можуть бути предметами виготовлення на уроках трудового навчання та в процесі гурткової роботи з технічної творчості.

Моделі люди почали використовувати ще в ті часи, коли не знали не тільки теорії подібності, але й взагалі ніяких фізичних, теорій. Будівельники храмів та фортець Давнього Єгипту, водопроводів Римської імперії перевіряли свої плани на моделях, зроблених з піску, глини та каміння.

Першу спробу теоретичного обґрунтування методу моделювання виробив Леонардо да Вінчі. «Говорять, – пише він, – що маленькі моделі ні в одній своїй дії не відповідають ефекту великих. Тут я збираюся показати, що висновок помилковий...» [9, с. 23] Далі він намагається вивести загальні закономірності моделювання й показати значення моделей для практики. Наприклад, він пропонує створювати складну модель ока, модель, яка дозволяє «спостерігати крізь скло, що робить кров у серці» та ін. Але Леонардо да Вінчі у своїх роботах не отримує загальних законів подібності між моделлю та реальним об'єктом, явищем.

З часом моделювання  широко використовується в математиці, біології, фізіології, кібернетиці та інших галузях наукового пізнання. На моделях досліджуються вісі великі споруди – загати, турбіни та ін. На спеціальних моделях (тренажерах) готуються до польоту космонавти, оператори складних процесів та ін. [9, с. 30-31].

У сучасному  розумінні модель визначають як любий  об’єкт (явище, процес, установка, знакове  утворення), який знаходиться у відношенні подібності до об'єкту, який моделюють. Таким чином, поняття «модель» завжди потребує введення поняття «подібність». При описанні моделі якогось предмету або процесу теорія подібності вказує, якими повинні бути параметри моделі та умови її випробувань, як обробляти дослідні дані, щоб результати експерименту з моделлю можна було перенести на явища, подібні до досліджуваного.

Тепер перейдемо  до методики проведення занять з технічного моделювання в школі. 

Успіх занять з моделювання значною мірою  залежить від їх організації і методів проведення.

Практика  показала, що найбільш доцільними є  два методи проведення занять: індивідуальний і фронтальний. Вони дозволяють організовувати роботу по-різному: