1.2 Пути формирования конструкторских способностей

В психолого-педагогической литературе рассматриваются различные пути формирования конструкторских способностей обучающихся. Рассмотрим основные методы формирования конструкторских способностей.

1. Метод «мозговой штурм». Метод и термин «мозговой штурм», или «мозговая атака», предложены американским ученым А.Ф. Осборном как улучшенный вариант диалога Сократа с широким использованием свободных ассоциаций, одновременным созданием психоэвристического микроклимата в малых группах людей для повышения эффективности решения творческих, особенно изобретательских задач.

Основная идея "мозгового штурма" заключается в том, что поиск решения творческой задачи осуществляет коллектив, состоящий из двух групп, "генераторов" и "экспертов". Основная задача "генераторов" должна заключаться в предложении максимального количества идей решения поисковой задачи (в том числе идей фантастических, а иногда и шутливых). Задача "экспертов" состоит в отборе приемлемых идей. В обычных условиях творческая активность человека часто сдерживается явно и не явно существующими барьерами (психологическими, социальными и др.).

2. Метод проб и ошибок. Этим методом конструкторы пользовались и пользуются для решения различных технических задач. Суть заключается в том, что при поиске решения задачи перебираются всевозможные варианты, и среди них находится тот, который удовлетворяет поставленным требованиям. Нельзя считать, что в этом случае конструктор действует наугад. В данном случае в первую очередь проявляется интуиция, используются аналоги, наблюдательность, опыт, эрудиция, интеллект. Немалую роль играет настойчивость, умение сосредотачиваться на поставленной задаче.

Главным недостатком этого метода следует считать невозможность разработки даже какой-то приблизительной методики. При решении новой задачи конструктору следует решать ее по-новому. Однако, не смотря на малую эффективность, метод проб и ошибок нельзя исключить из арсенала конструкторов. Опыт показывает, что его основные черты почти всегда присутствуют во всех современных методах.

3. Метод проектов. Метод проектов – это система обучения, в которой обучение реализуется посредством планирования (проектирования) и делания; - это совокупность приёмов, действий учащихся в их определённой последовательности для достижения поставленной задачи — решения определенной проблемы, значимой для учащихся и оформленной в виде некоего конечного продукта. Педагогическая технология «Метод проектов» является открытой системой, которая может совершенствоваться на основе учета педагогического опыта.

Основная цель метода проектов состоит в предоставлении учащимся возможности самостоятельного приобретения знаний в процессе решения практических задач или проблем, требующего интеграции знаний из различных предметных областей.

Если говорить о методе проектов как о педагогической технологии, то эта технология предполагает совокупность исследовательских, поисковых, проблемных методов, творческих по своей сути. Преподавателю в рамках проекта отводится роль разработчика, координатора, эксперта, консультанта.

Метод проектов становится «интегрированным» компонентом вполне разработанной и структурированной системы образования. Разработанный еще в первой половине XX века на основе прагматической педагогики Джона Дьюи метод проектов становится особенно актуальным в современном информационном обществе.

4. Алгоритм решения изобретательских задач (АРИЗ). Этот метод решения поисковых задач разработан изобретателем и писателем - фантастом Г.С. Альтшуллером. Он принципиально отличается от всех выше изложенных методов, прежде всего тем, что является рациональным. АРИЗ заключается в выполнении действий по выявлению, уточнению и решению теоретических противоречий. Для технических противоречий характерно то, что в их основе лежат диалектические противоречия между предметами, явлениями и процессами, т.е. противоречия физические. Процесс решения задач методом АРИЗ заключается в последовательном выполнении действий по выявлению, уточнению и разрешению технических противоречии. После преодоления противоречия принимают к разработке идеи. Завершается процесс расчётным решением, включающим обоснование основных характеристик изобретения. Эти этапы представляют собой переход от решения поисковой задачи к конструкторской разработке изобретения.

5. Метод контрольных вопросов. Суть этого метода состоит в использовании при поиске решений творческих задач списка специально подготовленных вопросов. Список контрольных вопросов - это краткая памятка изобретателю. Списки вопросов могут содержать как рекомендации к решению задачи, так и наводящие вопросы. Одним из лучших считается списков, созданный Т. Эйлоратом [1].

1. Перечислить все качества и определения предлагаемого изобретения. Изменить их.

2. Сформулировать задачу, попробовать новые формулировки, определить второстепенные или аналогичные задачи, выделить главные.

3. Перечислить недостатки имеющихся решений, определить их основные принципы, попробовать их изменить.

4. Кто ещё решал эту проблему? Чего он добился? Изобретатель отвечает на вопросы и в связи с ними анализирует свою задачу, и т.д.

Проанализировав данные методы развития конструкторских способностей, учащихся, можно сделать вывод, что наиболее эффективным является метод проектов. На сегодняшний день известны многие методы активизации процессов поиска новых решений, некоторые из них описаны выше. Эти методы (не затрагивая метод проектов) позволяют облегчить и интенсифицировать творческую деятельность. Обучение учащихся, применяя данные методы, носит явно выраженную политехническую направленность, поскольку учащиеся знакомятся с закономерностями и перспективными направлениями развития общества, техники и технологии, у них образуются политехнические способности. На уроках проектирования у обучающихся развитие творческой деятельности осуществляется посредством овладения современными методами поиска и создания новых социальных, технических и технологических решений. Система знаний формируется по нарастающей сложности.

Для развития конструкторских способностей, педагог может применять конструкторские задачи. Конструкторские задачи - это класс задач, который направлен на построение модели проектируемого объекта, удовлетворяющей требованиям соответствия формы и содержания задуманного [4].

Процесс решения конструкторской задачи строится на основе целостности процесса художественного и технического конструирования. Техническое конструирование направлено на создание объекта в его функциональной, материальной основе. Художественное конструирование направлено на создание целесообразной предметной формы, образа объекта, согласно закономерностям формообразования: упорядоченности, пропорциональности, гармоничности, динамичности, цветового оформления и т.д.

Следует отметить, что данные задачи, основанные на использовании поисковых, исследовательских методов, являются одним из важнейших средств развития конструкторских способностей обучающихся, пространственного воображения, мышления и направлены на формирование и развитие интеллектуальных, художественно-графических, конструкторско-технических, технико-технологических умений и навыков обучающихся.

Структура данных задач в контексте процесса проектирования строится на основе следующих этапов:

1. Формулирование конструкторской задачи (проблемы) на основе проведенного на предыдущем этапе предпроектного анализа.

2. Формирование идеи - создание идеальной (мысленной) модели.

3. Поиск и анализ возможных вариантов решения конструкторской задачи (создание образно- знаковых моделей проектируемого объекта: схем, набросков, эскизов).

4. Конкретизация и проработка лучшего решения - создание образно- знаковой модели проектируемого объекта: технической документации.

5. Создание опытного образца и его апробация - создание материальной модели проектируемого объекта и его дальнейшие испытания.

6. Корректировка и оценка предыдущей деятельности.

Конструкторские задачи дифференцируются по уровню сложности:

- задачи на конструирование по образцу;

- задачи на доконструирование (доработка или поиск отсутствующего звена);

- задачи на переконструирование (внесение конструктивных изменений);

- задачи на конструирование по собственному замыслу (творческие задачи).

Зарождение конструкторского замысла осуществляется по трем путям, связанным с тактиками понимания условия технического задания.

Первый путь - выявление в условии аналога. Обучающийся находит в характеристиках устройства такую часть, которая наиболее отвечает имеющемуся в его памяти образцу, эталону. Это хорошо иллюстрирует рассуждение опытного инженера-механика: «Мое внимание первоначально фиксирует те части условия, которые мне наиболее всего знакомы. Например, если я решаю новую задачу, в которой для меня известен только один блок, то я и отталкиваюсь от него. Делаю его чем-то вроде исходной базы для дальнейшего конструирования».

Второй путь - выявление в условии «темного» звена. Он противоположен первому, обучающиеся фиксируют внимание прежде всего на наименее известных им частях и в первую очередь им стремятся найти объяснение, тогда полное понимание облегчается приобщением незнакомых частей к уже известным.

Таким образом, пытаясь понять все требования условия, обучающийся останавливается на том участке, который, по его мнению, наиболее важен и труден. Когда в задаче все ее части оказываются для испытуемого незнакомыми, выбирается наименее понятное и известное.

Третий путь - путь графической конкретизации элементов устройства. Это уже собственная интерпретация комбинации располагаемых частей. Часто для того, чтобы закрепить условие, лучше понять его, обучающиеся самостоятельно выполняют исходный чертеж условия. Иногда при этом они просто копируют прилагаемый к задаче чертеж, а иногда пытаются его видоизменить, интерпретировать согласно тексту по-своему: «Прежде всего, я должен по-своему выполнить исходный чертеж. Это начальная фаза моей работы над задачей. Поскольку воображение еще не «разыгралось» и не все детали хорошо «просматриваются» мысленно, то чертеж просто необходим. Он является одновременно и закреплением положений условия и началом решения, так как наглядно отражает, что нужно сделать в данном случае.

В начале решения задачи, в каждом случае появления первых мыслей, образов, идей наблюдается связь с основными требованиями задачи, с вопросами, которые ставятся задачей. Постановка обучающимся определенных вопросов, связанных с конкретными данными задачи, способствует тому, что у него появляются произвольно вызываемые ассоциации, образы, понятия. В результате перебора, выбора и отсева в сознании может возникнуть ведущий образ (ведущее понятие», ведущая идея и т. п.), который может стать уже непосредственной, конкретной основой замысла решения задачи или одним из его вариантов.

На основании образов и понятий, которые существенно связаны с условием данной задачи, обучающийся принимает решения о своих действиях, как тактического, так и стратегического порядка, составляет план действий и т.п. После выделения ориентиров, которые становятся своего рода предварительными эталонами для сравнения с ними подбираемых структур и функций, начинается направленная, определяемая, в частности, конкретными техническими характеристиками деятельность.

Вывод: С целью анализа понятия «конструкторские способности», в первом разделе дипломной работы были рассмотрены трактовки определений: «конструирование», «способности», «конструкторские способности» в психолого-педагогической литературе. Была дана классификация способностей, среди которых есть ведущие и вспомогательные, общие и специальные. Так же были выявлены основные пути формирования конструкторских способностей, рассмотрены пути зарождение конструкторского замысла.

В целом первый раздел посвящён психолого-педагогическому обоснованию проблемы формирования конструкторских способностей обучающихся колледжа.