Технічне мислення на уроках праці

Зміст

Вступ

Розділ 1. Психолого-дидактичні основи ефективного розвитку технічного мислення

1.1 Поняття про технічне мислення

1.2 Основні напрямки вивчення образного компонента технічного мислення

1.3 Структура образного компонента технічного мислення

Розділ 2. Розвиток технічного мислення учнів у процесі навчання

2.1 Основні функції образного компонента технічного мислення

2.2 Свідоме використання учнями прийомів розумової діяльності при вирішенні продуктивних задач

2.3 Застосування учнями евристичних методів і прийомів при рішенні продуктивних задач

Висновки

Список літератури

Вступ

Актуальність: Науково-технічний прогрес, охоплюючи всі сфери людської діяльності, стрімко перетворить продуктивні сили, весь технічний базис виробництва, істотно змінює характер і зміст праці, місце і роль людини в продуктивному процесі.

Розвиток технічного творчого мислення в учнів - найважливіший засіб формування особистості технічно розвиненого учня. Воно припускає насамперед формування відповідних моральних якостей особистості, основ наукового світогляду, творчого відношення до праці, глибоких і міцних професійних і загальних знань, а також умінь і навичок гнучкого оперування цими знаннями на практиці.

Об`єкт дослідження - технічне мислення.

Предмет дослідження - розвиток технічного мислення на уроках праці.

Мета дослідження - з`ясувати особливості розвитку технічного мислення на уроках технічної праці.

Завдання дослідження:

сформувати уявлення про технічне мислення та охарактеризувати основні напрямки вивчення образного компонента технічного мислення;

охарактеризувати структуру технічного мислення, основні функції образного компонента технічного мислення;

сформувати уявлення про свідоме використання учнями прийомів розумової діяльності на уроках праці;

з`ясувати особливості використання евристичних методів і прийомів при вирішенні продуктивних задач.

Розділ 1. Психолого-дидактичні основи ефективного розвитку технічного мислення

1.1 Поняття про технічне мислення

Технічне мислення має свою специфіку, що обумовлюється особливостями професійної спрямованості й інтересів техніки, особливої детермінованості його розумових процесів, своєрідністю методів і прийомів, використовуваних при вирішенні технічних задач і проблем. Технічне мислення завжди носить теоретико-практичний характер, тому що процес технічної діяльності - взаємодія розумових і практичних компонентів роботи.

Будь-який самий складний і самий, здавалося б, абстрактний ланцюг розумових операцій завжди спирається на практичні дії, переплітається з ними. Так, конструктор (або група конструкторів) не може створити новий технічний пристрій, не прибігаючи до креслення або моделі; робітник, що зображує нове пристосування до верстата, не може "робити" його тільки в голові, він пробує, експериментує [3]. Робота його мислення постійно супроводжується предметно-маніпуляційною діяльністю рук. При цьому важливою і характерною рисою технічного мислення є постійна тонка динаміка взаємозв'язку і взаємовпливу між теоретичними і практичними знаннями і діями [3]. Технічне мислення постійне оперує просторовими образами і схемами, причому добре розвите технічне мислення оперує образами предметів, що знаходяться не тільки в статичному положенні в просторі, але насамперед у динамічному стані. Постійне оперування технічним матеріалом накладає свій відбиток на психологічну структуру розумової діяльності, виробляє визначену спрямованість мислення, сприяє переважному розвиткові визначених якостей розуму [2].

Технічне мислення - це оперування технічними образами і поняттями, що дуже складні, тому що в них входить зміст знань із усіляких наук. Зміст цих знань у складі технічного поняття не зберігається у вихідному виді, а видозмінюється, трансформується з урахуванням особливостей тих об'єктів, властивості яких і закріплені в даному технічному понятті [7]. Технічні поняття є своєрідною сполучною ланкою між законами абстрактних наук, загальними законами природи і техніки і законами конкретного виду виробництва.

Технічне мислення - процес відображення у свідомості виробничо-технічних процесів і об'єктів, принципів їхнього пристрою і роботи, це протікання розумових процесів у сфері технічних образів, оперування цими образами за допомогою прийомів розумової діяльності в їх статичному і динамічному станах [3]. Технічне мислення це також діяльність людського мозку, зв'язана з опосередкованим відображенням у ньому знарядь праці і сукупності прийомів, що необхідні для впливу на предмет праці і спрямовані на рішення визначених технічних задач, що виникають у практичній діяльності людини.

Технічне мислення знаходить своє відображення у техніко-конструктивній і технологічній сферах. У кожній з них розумова діяльність спрямована на рішення специфічних задач - технічних і технологічних. У сфері ж діяльності технічного мислення засвоєння завжди означає застосування.

Одна з характерних рис технічного мислення - нерозривна єдність теоретичних і практичних його компонентів. Технічне мислення насамперед керує конкретними практичними діями, спрямованими на оперування виробничими об'єктами. Н. Д. Левітов [2] вважає, що технічне мислення має наочно-діючий характер. Воно відрізняється також чіткістю і точністю розумових операцій, спрямованістю на точні розрахунки. Це мислення практичне: кожна технічна дисципліна, область науки має свою теорію, що обов'язково є введенням до практичної діяльності. Зрозуміти ідею, що лежить в основі технічного пристосування, значить зрозуміти принципи його конструювання для визначених практичних цілей. Технічний розум гнучкої, далекий шаблонності. Діяльність технічного мислення виражається головним" образом у схемах, кресленнях, макетах і т.п. [3]. У тих випадках, коли технічне мислення виявляється на рівні творчості при винаході нової конструкції або розробці нової технології, робота з їхнього проектування хоча і спирається на самі відвернені теоретичні схеми, повинна завершуватися створенням доступних безпосередньому сприйняттю об'єктів.

Мислення буває репродуктивним і продуктивним або творчим. Репродуктивне мислення при рішенні поставлених задач йде шляхом дискурсивним, воно спирається на послідовні міркування і висновки, що ґрунтуються, як правило, на теоретичних даних. У різноманітних формах репродуктивного мислення розумові операції удосконалюються відомим, традиційним шляхом.

Про природу й особливості продуктивного мислення сучасна наука знає ще небагато. Відомо, що творче мислення постійне знаходить нові способи рішення поставленої проблеми і використовує такі розумові операції і їхні сполучення, що дозволяють детально досліджувати багато сторін досліджуваного явища. При цьому вчені надають особливого значення застосуванню аналізу і синтезу. І.С.Страхів вважає, що особливо цікаво і важливі наступні способи використання творчим мисленням різних форм аналізу: а) уявне виділення окремих властивостей предмета, своєрідний "ізолюючий" аналіз, значення якого важливо в початковій стадії дослідження, коли тільки ще намічається попереднє з'ясування властивостей, що підлягають далі ретельному дослідженню; б) "мікроаналіз", що виражається у виділенні специфічних деталей і важливих подробиць, що характеризують своєрідність досліджуваного предмета; в) структурний аналіз - виявлення закономірних взаємозв'язків різних властивостей досліджуваних об'єктів, будови і конфігурації складових їх компонентів у їх функціональному значенні, тобто у взаємозв'язку структури і функцій; г) порівняльний аналіз - установлення подібності і відмінностей досліджуваних предметів і явищ, тонка диференціація різного в подібних об'єктах; д) аналіз для виявлення різних можливостей рішення проблемної ситуації, наприклад, обстеження шахової позиції з метою вибору найбільш ефективного ходу; е) генералізуючий аналіз - виділення істотних властивостей багатьох явищ з метою їхньої систематизації і встановлення критеріїв класифікації; ж) аналіз предметів і явищ у процесі вивчення закономірної стабільності їхнього розвитку, наприклад, дослідження періодів вікового психологічного розвитку дітей і закономірної стадіальності творчого процесу.

Конкретні форми аналізу різноманітні, як і їх функції, у процесі творчої діяльності, і подальше вивчення форм аналізу і їхнього пізнавального значення є однієї з задач психології творчості. Аналогічні задачі виникають і при вивченні конкретних форм синтезу у творчій діяльності [2].

Унаслідок глибокого взаємозв'язку аналізу і синтезу, предметом дослідження повинні бути також їхнє розходження і своєрідність на різних стадіях творчого процесу.

Вивчаючи процес творчого мислення в цілісності і внутрішньому взаємозв'язку складових його стадій, необхідно виявити різні пізнавальні операції в їхніх якісних змінах у ході творчого процесу.

Творчість як цілеспрямована праця сполучена з плануванням усього творчого процесу, що входить у психологічну структуру творчого мислення і характеризує внутрішню логіку розвитку основних ідей. Розуміння загальної конструкції всієї роботи і послідовності основних стадій її виконання дозволяє оглянути перспективу майбутньої праці і зосередити увагу на основних його напрямках.

Н. Д. Левітов у своїх дослідженнях дійде висновку про те, що в строгому змісті слова до творчої технічної діяльності відносяться роботи проектувальні, раціоналізаторські і винахідницькі, котрі характеризуються тим, що в них підшукуються нові шляхи оснащення роботи [2].

Результати експериментальних досліджень показують, що для продуктивного мислення характерне використання в процесі розумової діяльності нових і оригінальних способів комбінування знань, умінь і навичок, застосування евристичних методів і прийомів у пошуках шляху рішення поставленої задачі. Результатом роботи продуктивного мислення завжди є новий, оригінальний продукт, що представляє суспільну цінність.

Технічне продуктивне або творче мислення - навмисне і цілеспрямоване оперування образами технічних процесів і об'єктів у їх статичному і динамічному станах з використанням наявних у цій області знань, умінь і навичок на такому рівні і такому способі, що в результаті вирішується технічна і технологічна задача, причому рішення її відрізняється новизною й оригінальністю, що мають суспільну цінність.

Технічне творче мислення постійне застосовується для розрахунків матеріалу і планування операцій у часі і просторі, комбінування просторових форм і відносин, швидкого і чіткого оперування числами і математичними вираженнями просторових відносин, аналізу і синтезу технічних пристосувань. У цьому зв'язку необхідно розглянути найважливіші властивості інтелекту, формування яких створює в психіці людини основу для активного розвитку технічного творчого мислення. Ці властивості можна розподілити по трьох групах, що мають чітку характеристику й одночасно взаємозалежні між собою в процесі розумової діяльності [8].

До першої групи відносяться особливості оперування технічними образами: уміння бачити технічний предмет у русі, у дії, у взаємодії з іншими технічними об'єктами; розуміти характер цієї динаміки; оперувати динамічними представленнями.

До другої групи відносяться особливості оперування технологічними образами: уміння осмислене орієнтувати свою діяльність у будь-якій виробничій обстановці, у різних і нових умовах праці; уміння чітке уявити собі весь комплекс явищ, що протікають у процесі виготовлення деталі, вузла; механізму, конструкції, їхня послідовність у різних варіантах виконання; здатність зіставляти й оцінювати ці варіанти, вибирати більш раціональні; розуміти вплив вибору баз і послідовності обробки; уміння вибирати найбільш продуктивні способи як розумового i конкретно-експериментального конструювання, так і остаточного виготовлення об'єкта технічної творчості [10].

До третьої групи відносяться; спрямованість інтелекту на продуктивну діяльність, що виражається в готовності, прагненні вирішувати поставлені задачі творчо; переконаність у тім, що потрібно надходити саме так, а не інакше. Ця особливість впливає на емоційно-вольову сферу усієї творчої діяльності інтелекту, і насамперед на інтенсивність технічного творчого мислення; високий рівень розвитку розумової діяльності людини, основних процесів мислення, розумових прийомів, операцій, якостей розуму, а також уміння застосовувати в процесі мислення різноманітні способи комбінування знань, навичок і використовувати евристичні методи і прийоми в пошуках рішення поставлених задач; наявність розвитої технічної творчої уяви й уміння сполучити діяльність фантазії і мислення при рішенні творчих задач. При цьому особливого значення набуває здатність особистості до зміни динамічних стереотипів.

Технічна творча уява - це така діяльність психіки людини, у процесі якої на основі минулого досвіду цілеспрямовано створюються нові, оригінальні технічні ідеї й образи, практичне втілення яких має суспільну цінність. У процесі створення такого нового цілісного образа виникають образи проміжних продуктів виробничо-технічної діяльності, що стимулюють предметне втілення кінцевого образа продукту праці. Технічна творча уява як елемент творчої діяльності людини не тільки забезпечує створення програми поводження в тих випадках, коли проблемна ситуація характеризується невизначеністю.

Однак творчим технічна уява може стати тільки при взаємодії з технічним творчим мисленням. Технічна уява народжує ідею, потім образ. За допомогою творчого мислення людина осмислює цей образ, цю ідею, керує її формуванням, регулює його. Саме мислення робить добір, встановлює об'єктивну значимість образів, породжених уявою, здійснює творчу аргументацію з установкою на максимальну обґрунтованість творчого задуму. Для цього вступає в дію весь арсенал розумових процесів, прийомів, усі способи розумової діяльності, у творчому мисленні досягаючи особою швидкості, гнучкості, тонкості і розмаїтості комбінаторних операцій розуму.

Уява і мислення людини взаємозалежні. Це особливо яскраво виявляється у творчій діяльності людини, де в різних формах співвідносяться образ і думка. Образи, з одного боку, дають матеріал для думки, з іншого боку - служать її перевіркою. В образі можна бачити те, що вийде конкретно, якщо буде реалізована ідея. Образи зіставляються, асоціюються і дисоціюються, деталі образів змінюють розміри і якості. Чим більше розвинене в людини технічне творче мислення, тим сильніше воно стимулює діяльність уяви: чим активніше діяльність технічної творчої уяви, тим сильніше потреба людини в поповненні відповідних знань, умінь, навичок, оволодінні новими способами комбінування ними, новими прийомами і шляхами до перебування принципу рішення творчої задачі. Тому в експериментальних психолого-педагогічних програмах формування технічного творчого мислення профтехучилищ, що учаться, у процесі навчання значне місце займає розвиток у них просторової і технічної уяви.

Н. А. Менчинська [9], здійснивши експериментальне дослідження, присвячене проблемі психології рішення учнями виробничо-технічних задач, прийшла до висновку: одне з умов розвитку творчої технічної уяви школярів - формування в них динамічних просторових уявлень, тобто образів технічних об'єктів, що одночасно змінюються в процесі обробки по різних параметрах (формі, співвідношенню пропорцій, просторовому положенню щодо своєї осі й інших об'єктів), тому що велику роль у рішенні продуктивних технічних і виробничих задач грає саме оперування динамічними виробничими образами.

Одночасно потрібно постійно пам'ятати про керівну і контролюючу роль мислення: експериментально встановлено, що високий рівень переосмислювання технічних об'єктів і різнобічний аналіз, розгляд їх з нових точок зору, усвідомлене використання при цьому основних розумових операцій організує і направляє діяльність уяви у творчому процесі і як би створює нову платформу для його наступного, відповідним образом спрямованого "польоту", у ході якого народжується потрібна ідея, принцип, що зараз же піддаються критичному аналізові, переосмислюванню, оцінці в плані визначення суспільної значимості. Усі ці операції творче мислення робить на основі комбінування відповідних знань, умінь, навичок.

Технічне творче мислення пов'язане не тільки з рухливістю, пластичністю вищої нервової діяльності, але і з її системністю: напружена робота мислення над одним питанням, одною проблемою забезпечує послідовну систематизацію зв'язків, що підкоряються цій проблемі, конкретній ідеї. Творча ідея фізіологічно є насамперед нова система зв'язків, джерело для багатої виборчої іррадіації порушення в корі головного мозку і разом з тим для концентрації у вузьких межах задуму.

1.2 Основні напрямки вивчення образного компонента технічного мислення

Теза про єдність образного і понятійного мислення одержала теоретичну розробку в працях Б.Г. Ананьєва, Е.Н. Кабанової-Мелер, Г.С.Костюка, Н.А. Менчинської, А.Н. Леонтьева, С.Л. Рубінштейна, Б.М.Теплова, Ф.Н. Шемякіна. Накопичений також значний експериментальний матеріал, що підтверджує особливе значення проблеми співвідношення логічних і образних компонентів діяльності. Автори проводили дослідження на задачах, у яких наочний компонент органічно входить у їх зміст. Психологічна цінність і важливість отриманих даних, цікава інтерпретація їх (наприклад, феномен "уявного огляду") безсумнівна, оскільки функція наочного компонента мислення розглядалася авторами з погляду відображення предметної ситуації задачі.

При розгляді тези про єдність структури компонентів розумової діяльності стосовно до проблеми технічного мислення виникають дуже складні питання теоретичного і практичного характеру і, зокрема, що стосуються специфіки взаємозв'язків його образних і понятійних компонентів при рішенні конструктивно-технічних задач, особливостей структури даних компонентів, функцій образного компонента на всіх етапах пошуку адекватного рішення задачі й ін.

Особливості технічного мислення показані в роботах С.М.Василевського, П. М. Якобсона, Т. В. Кудрявцева, И. С. Якіманської [5]. Дані, отримані авторами, дозволяють визначити технічне мислення як процес рішення визначеного типу задач, зв'язаного з оперуванням специфічними (технічними) образами в статично-динамічному сполученні. На основі специфіки технічного матеріалу виділені наступні риси технічного мислення:

1) динамічний взаємозв'язок між абстрактно-теоретичними і конкретно-практичними компонентами розумової діяльності. Психологічний зміст практичних компонентів технічного мислення включає: оперування реальними об'єктами; оперування ними в наочному плані (на кресленні, схемі); дії з об'єктами в розумовому плані (в умовах уявлюваної практичної ситуації);

2) своєрідність оперування просторовими представленнями і їхніми співвідношеннями, що випливають зі специфіки схематичного наочного матеріалу.

Схема (як один з видів узагальненої наочності) обумовлює необхідність співвіднесення абстрактно-наочних умовних позначок з конкретними технічними об'єктами, вимагаючи уявного "представлення" характеру руху, відбитого в технічних схемах за допомогою символів. На думку авторів, "статична" схема являє собою об'єкт оперування динамічними просторовими образами. При цьому схематичне зображення технічного об'єкта розглядається ними не тільки як опора, що ілюструє і конкретизує теоретичні знання, але і як джерело (завдяки оперуванню динамічними представленнями) виникнення теоретичних гіпотез і припущень.

Проблема взаємодії між компонентами технічного мислення знайшла своє відображення в роботах Т.Н. Боркової, Т.Н. Данюшевської і І.В.Терешкіної. Установлено, що кожен "проміжний" продукт рішення технічної задачі може змінити характер подальшої діяльності. При цьому цим продукт може бути виражений у розумовому, образному або практичному плані. Так, особливість задуму вирішення технічної задачі полягає в тому, що він ніколи не може виражатися в зовсім точному і гранично конкретному розумовому плані рішення. Тому задум постійно корегується, а то і змінюється під впливом кожного етапу практичних дій, представлень про них або образі, що виникає в процесі ягою діяльності. У цьому і полягає, на думку авторів, повна протилежність рішенню чисто виконавської, заздалегідь регламентованої ззовні, технологічної задачі.

Ряд авторів намагається установити залежність між образними і понятійними компонентами конструктивної діяльності. Наприклад, E. Франус дійде висновку про те, що функція просторової уяви завжди підлегла словесному мисленню, що і визначає роль представлень, регулює і контролює них. При цьому відкидається можливість проектування технічних об'єктів, за принципом "чистої" асоціації представлень, поза понятійним мисленням. Роль творчої уяви автор обмежує обсягом поняття й у зв'язку з цим думає, що конструктивні помилки - це помилки не уяви, а мислення. З цим положенням не можна погодитися цілком, оскільки помилка конструювання може бути викликана не тільки в результаті недоліків власне розумової діяльності, але і через слабість розвитку образного компонента. Про це свідчать дані нашого дослідження, а також Т.І. Данюшевської, І.С.Якіманської, Л.Л. Гурової і ін [12]. При визначенні функції компонентів мислення необхідно враховувати насамперед їхня залежність від характеру технічного матеріалу, специфіки змісту задачі і тих вимог, що пред'являються до мислення.

На основі аналізу процесів рішення технологічних і кінематичних задач (на конструювання, доконструювання і моделювання) були зроблені спроби розкрити психологічний зміст деяких закономірностей процесу технічного мислення, характер розумових операцій, умінь і практичних дій. Так, була установлена важлива роль динамічного взаємозв'язку основних компонентів у процесу рішення даних типів задач - вербально понятійного, наочно-образного і практичного (Г.В. Кірія, П.С. Перепелица). При цьому було показано, що операція аналізу в залежності від умов задачі може носити елементарний або комплексний характер. У свою чергу синтез, що протікає в умовах практичних дій, припускає постійне проведення ,,проб". "Проби" можуть здійснюватися на різних рівнях - від безсистемного маніпулювання до систематичного виконання "цільових проб", керованих ідеєю "вичерпання комбінацій" (П. М. Якобсон).

Залежність ефективності рішення конструктивно-технічних задач від особливостей розвитку просторових уявлень і мислення учнів вивчена Е.А.Мілернном, Н.І. Лінькової, І.С. Якіманської. Для цілісного-динамічного рівня характерно динамічна зміна образа по новому принципі, що забезпечує високу ефективність рішення конструктивно-технічних задач. Отримані дані можна інтерпретувати як наявність різних рівнів образного і понятійного компонентів технічного мислення.

Не менш цікаві дані, отримані І.С. Якіманською і Н.П. Ліньковою про те, що оперування просторовими співвідношеннями в динаміку припускає розвиток уміння думкою створювати динамічні образи, що володіють властивістю реконструкції і трансформації в процесі пошуку способу вирішення задачі.

Питання про роль засобів технічної наочності у формуванні образно-понятійної структури технічного мислення розглядається в роботах Т.І.Данюшевської. Аналізуючи типи "відносин між поняттям і образом, автор установила, що образ при рішенні технічної задачі є не тільки опорою при первісному засвоєнні яких-небудь теоретичних знань. Дані підтвердили наявність поняттєво-образної структури технічного мислення. При цьому виявилося, що у формуванні структури технічного мислення особлива роль належить різним засобам технічної наочності і, насамперед, схемі. Схематичні зображення, як умовні об'єкти, являють собою системи знаків, що цілком заміняє реальні об'єкти. Тому в схемах на відміну від інших засобів технічної наочності (моделей, малюнків, креслень, графіків) відбиті найбільш істотні сторони об'єктів. Схеми допомагають краще представити й усвідомити динамікові процесів, характер роботи технічного пристрою. У принциповій технічній схемі як би воєдино злиті знання і наочність, поняття й образ.

Сучасний стан психології вимагає більш глибокого і ретельного вивчення структури мислення, розкриття взаємозв'язків його компонентів. Такий напрямок досліджень дозволяє визначити реальні "важелі" керування процесом навчання учнів, що представляє собою на думку Б. Г. Ананьєва найважливіший стимул інтелектуального розвитку людини взагалі, а також створює умови для моделювання психічних функцій людини (насамперед мислення і сприйняття) на ЕОМ. Необхідність вивчення структури інтелекту з цією метою відзначається і представниками закордонної психології і кібернетики (Д. Міллер, К. Гундерс, Г. Дрейфус, Г. Саймоне й ін.). Відсутність даних про структуру образного і понятійного мислення людини розглядається Д. Міллером як серйозна перешкода при моделюванні його найважливіших феноменів на ЕОМ. Більш того, на думку Дрейфуса, ефект імітації психічних функцій на рівні інформаційних процесів можливий тільки на основі глибокого вивчення специфіки мислення людини.

Установлено наявність зрушень у структурі розумових функцій, що характеризуються посиленням одних і ослабленням інших зв'язків. Ця нерівномірність виявляється насамперед у постійній динамічності компонентів розумової діяльності. Посилення або ослаблення функціональних зв'язків, обумовлених конкретним змістом задачі, визначається особливостями прояву інтелекту, що залежать від динаміки міжфункціональних зв'язків, що здобувають ведуче значення в розумовій діяльності людини. Цей висновок автора підтверджує положення Б. Г. Ананьєва про те, що в процесі засвоєння інформації розумова діяльність, яка організується в процесі навчання, активізує структурні (кореляційні) зв'язку психофізичних функцій. Процес активізації є механізмом розвитку функцій і інтелекту в цілому [11].

Огляд психологічних досліджень показує, що для них характерна загальна тенденція розглядати технічне мислення з погляду його специфічності, обумовленої характером технічного матеріалу і логікою політехнізму теоретичне і прикладне технічних наук. Вивчення технічного мислення і його властивостей здійснювалося в основному на основі розгляду процесу сприйняття (читання) схематичних зображень технічних об'єктів або моделювання останніх по заданих кресленнях. За межами уваги дослідників залишався аналіз специфіки розумового процесу при рішенні виробничо-технічних задач на складання схематичних зображень конкретного пристрою на основі словесного формулювання. У рішенні таких задач образно-понятійні компоненти мислення відіграють ведучу роль. Вивчення ж ролі цих компонентів технічного мислення і теоретично і практично надзвичайно велико, оскільки в пізнавальній і трудовій діяльності людини зростає значення образного компонента мислення. Це зв'язано з тим, що в різних видах праці особливого значення набуває здатність діяти по представленню на основі використання наочного матеріалу, вираженого в різній графічній формі. Так, у ряді галузей виробництва дії робітника фактично зв'язані не з реальними об'єктами, а цих "замінниками" у виді приладових панелей, пультів керування, просторових макетів - різними видами сигналізації. Останні полегшують виявлення конструктивно-функціональних залежностей, що лежать з основі технології виробничих процесів і схованих від безпосереднього спостереження.

В інженерній психології інтенсивно досліджуються різні системи сигналізації, зіставляються цифрові, буквені, картографічні й інші індикації. Особливе значення надається розробці системи "просторового кодування" - різновиду сигналів-символів, що відображають на думку Б. Ф Ломова різні ознаки об'єкта керування у виді цілісної просторової структури. Ця графічна форма кодування не є зображенням у справжньому змісті слова, оскільки не відтворює властивостей об'єкта. У ній різні ознаки об'єкта відображаються у вигляді цілісної умовної картини, що забезпечує швидкість і надійність прийому і переробки інформації людиною.

Роль наочного матеріалу в процесі навчання значно зросла: розширилася область його застосування, істотно змінилися його функції, були введені нові наочні засоби навчання (графіки, діаграми, схеми). Багато зображень - це не просто допоміжний засіб, а самостійне джерело одержання нових знань про об'єкт. Використання графіків, символічних позначень, формул дає можливість більш точно описати процеси і явища [17].

Отже, словесна форма передачі знань утратила свою універсальність і система символів і знаків, просторові схеми одержали право на самостійність у навчанні.

У процесі засвоєння знань усі частіше використовуються умовні Графічні моделі, що відбивають закономірності досліджуваних об'єктів. У зв'язку з цим представлення, формовані на основі цих моделей, мають іншу психологічну природу, чим ті, котрі виникають на основі сприйняття наочних зображень об'єкта. По своєму змісті ці образи скоріше наближаються до поняття, чим до конкретних уявлень.

Оскільки образне мислення розглядалося в педагогічній психології в основному в генетичному плані (як визначена стадія розвитку мислення), це привело до недооцінки самостійності ролі даної форми мислення в розумовому розвитку учнів. Не враховувалося, що образний компонент мислення сам розвивається і є рівноцінною формою інтелектуальної діяльності, має складні форми прояву і різноманітні функції в трудовій і навчальній діяльності людини.

У психологічних дослідженнях основна увага приділялася вивченню закономірностей переходу від діючого до абстрактного мислення в процесі навчання, виявленню найбільш раціональних шляхів формування в учнів абстрактного мислення. Функція ж наочного матеріалу зводилася в основному тільки до ілюстрації словесних знань [14].

Трактування абстрактного мислення тільки як словесно-логічного привели до того, що вікові закономірності розвитку мислення (перехід від образного до абстрактного мислення) стали розглядатися як свого роду еталон в оцінці пізнавальних можливостей учнів. Протиставлення двох форм мислення (наочно-образного і словесно-логічного) И практично і теоретично невиправдано. Такий розподіл мислення умовно. По суті, мова може йти про різні форми здійснення і прояву розумової діяльності, основною характеристикою якої є процес рішення задачі, де визначаються почуттєві (образні) і словесно-логічні компоненти мислення. Використання понять "наочно-образне" і "словесно-логічне" виправдано тільки тоді, коли мова йде про форму протікання (образних або понятійної), результати розумового процесу (утворення образів або понять). Але механізми розумової діяльності єдині.

Аналіз сучасних видів наочності, на яку спирається у своєму розвитку технічне мислення учня, дозволяє затверджувати, що в зміст образа включаються не тільки почуттєво сприймані конкретні характеристики об'єкта, але і властиві йому властивості і відносини, задані в графічній формі. Процес формування образа здійснюється на основі перцептивних дій при активній участі слова, розумових операцій (дані досліджень Б. Г. Ананьєва, Б. Ф. Ломова, В. П. Зінченко) [10].

Цей процес має стадіальний характер і містить цілий ряд закономірностей, обумовлених якісними змінами, що перетерплюють при своєму становленні розумові операції. Унаслідок цього широко поширена ідея активного, планомірного формування розумових дій по визначеному зразку з обов'язковим проходженням через усі необхідні етапи. Сформовані в такий спосіб розумові дії є усвідомлюваними в тім змісті, що правильна побудова дії, що зберігає його об'єктивну логікові, і його мовна форма зливаються.

Разом з тим у життєвій практиці існує безліч задач, що людині вирішує самостійно, не розташовуючи визначеним зразком дій. У залежності від попереднього досвіду вирішального використовувані їм операції є сформованими в різному ступені. До таких задач відносяться насамперед ті конструктивно-технічні задачі, при рішенні яких досягнення практичного результату значною мірою обумовлено ступенем адекватності здійснюваного перекладу вихідної словесної інформації в умовно-графічну форму її вираження. Ефект рішення задач подібного роду зв'язаний з формуванням узагальненого (цілісного-динамічного) образа технічного об'єкта, що виникає за допомогою якісних перетворень просторових представлень, що розрізняються по їхній інформативній значимості.

1.3 Структура образного компонента технічного мислення

У процесі рішення конструктивно-технічної задачі oбpaз виступає як визначений пізнавальний рівень і регулятор розумової діяльності. Характерна риса образа виявляється в процесі його створення, обумовленому специфікою технічного матеріалу і вимогами конкретної ситуації (наприклад, конструювання образа на основі сприйняття технологічної карти, читання схеми або по представленню, уявне перетворення дані сприйняття, побудову схематичного зображення пристрою по описі). Способи створення образа технічного об'єкта залежать також від глибини аналізу матеріалу (поелементного, проміжного, структурного), використання опорних елементів ситуацій і знань (засвоєних понять і представлень). Ефект пошуку адекватного рішення конструктивно-технічної задачі залежить від ступеня узагальненості використовуваних прийомів створення образа, що характеризує рівень розумового розвитку учнів.

Установлення закономірностей, що відносяться до наочно-образного компонента розумового акту, складає істотний етап у вирішенні задач на складання схематичних зображеннях технічного об'єкта за словесним описом його структури. Це насамперед закономірності перетворення об'єктивних характеристик конкретного технічного пристрою (форма, величина, взаємне розташування його елементів, їхні різноманітні функції), способи їхнього кодування і перекодування, що дозволяють одержувати максимальну інформацію Про об'єкт і створювати його модель. У психології розрізняються образи дійсності (або І порядку) і образи майбутнього (ІІ порядку). Якщо перші - образи конкретних предметів, то другі являють собою задані, ще невідомі образи, що, ґрунтуючись на даних умовах задачі, необхідно установити (або пізнати). Це можливо лише за допомогою розшифровки вихідних даних, перебування істотно значимих зв'язків між ними. При цьому важливу роль грають операції співвіднесення (звірення) образів І й ІІ порядку. Останні створюються на основі виділення і переробки на рівні представлень постійних і істотних властивостей предметів. Тому, хоча в понятті абстраговані й узагальнені ці властивості об'єкта, існувати поза визначеним образом, що носить специфічні функції, воно не може. Унаслідок цього вторинні образи по своєму змісті ближче до понять, чим до конкретних уявлень [15].

Виникаючий при цьому образ (у даній роботі мова йде про створення образів ІІ порядку і, зокрема, узагальнених просторових образів при складанні схематичних зображень заданого об'єкта) виступає як визначений пізнавальний рівень розумової діяльності. При цьому формування образа відбувається шляхом подолання ("відсівання") надлишкових і неадекватних "варіантів відображення" того самого образа. Адекватність образа об'єктові залежить від "уподібнення" форми діяльності, у якій він створюється, формі об'єкта (Д. Брунер, Ю.Н. Вергіліс, В.П. Зінченко) [2]. Подібний факт обумовлений наявною образу властивістю активної переробки уявлень, їх трансформації і схематизації, а головне, узагальнення. Ступінь узагальненості образа визначає зміни в його структурі, пов'язані з виділенням опорних ознак об'єкта, а також перетворень окремих або приватних ознак в істотні (постійні) його властивості. У цьому процесі важливу роль грає характер вираження цих ознак у виді просторових співвідношень різного рівня узагальненості (глобального, одиничного, стабільного або динамічного). Найбільш високий рівень узагальненості образа представляє оперування умовними позначками, характерне при читанні і складанні принципових схем технічних об'єктів, оскільки такі зображення, як найвищою мірою символізовані, відбивають у графічній формі загальний принцип дії технічних об'єктів (характер конструктивно-функціональних співвідношень їхніх основних блоків) з одної сторони, і те загальне, що властиве схемі об'єкта взагалі, з іншої.

Приймаючи тезу про єдність і взаємопроникнення основних компонентів технічного мислення в його загальній структурі за вихідний, ми приймаємо, що образний компонент займає в цій структурі проміжну позицію між поняттям і дією. Ця позиція обумовлена тими функціями, що виконує образ у процесі пізнавальної діяльності суб'єкта (мається на увазі функція антиципації, верифікації і корекції), завдяки яким створюється реальна можливість не тільки уточнити теоретичну гіпотезу попередньо висунутого рішення, але і передбачити спрямованість і структуру практичних дій (представлення про спосіб дії). Безумовно, функції образного компонента унаслідок взаємозв'язків між його структурними елементами залежать від форми і змісту цих зв'язків. Треба думати, що серед них повинні існувати первинного і вторинні (ведучого і допоміжні) зв'язку.

Однак з'ясування цих структурних взаємозв'язків, їхніх модифікацій утруднено відсутністю загальноприйнятої і експериментально обґрунтованої схеми структурно-функціональних зв'язків компонентів технічного мислення (поняття, образи і дії). Поки існує лише сама загальна схема зв'язків компонентів технічного мислення.

Подібна схема не розкриває сутності взаємозв'язків і обумовленості структурних елементів кожного компонента. Рішення цієї складної задачі можливо тільки шляхом експериментального вивчення "внутрішньої" структури кожного компонента технічного мислення з виявленням конструктивно-функціональних взаємозв'язків і відносин між цими компонентами.

Унаслідок того, що пошук рішення конструктивно-технічних задач завжди припускає оперування просторовими образами технічних об'єктів, що значною мірою визначають вірність гіпотез і практичний результат, структурно-функціональний аналіз образного компонента мислення з урахуванням змістовних відносин його з поняттям і діями представляється необхідним. Сам образ по змісту синтетичний, тому що містить у собі розуміння (елемент поняття), визначену наочність (об'ємне або площинне "бачення" предмета) і спрямованість дій (представлення або образ про спосіб дії). Така специфічність змісту образа обумовлює визначені функціональні взаємозв'язки його змістовних елементів.

Виходячи з вищесказаного про специфіку змісту образного компонента, виділимо три складових взаємозалежних структурних елементи образу: сукцесивні (поетапні) схеми-представлення про окремі частини об'єкта; симультанні, або "внутрішні" просторові схеми об'єкта; представлення про спосіб дії, тобто про характер і структуру практичних дій (побудова зображення, монтаж об'єкта).

Структурно-функціональні взаємозв'язки кожного з зазначених елементів образа визначаються їх змістом [16].

Перший елемент (сукцесивні, або поетапні, схеми) містить у собі наступні структурні одиниці: а) представлення про будівлю елементів заданого технічного об'єкта; б) представлення про функції деталей і вузлів пристрою; в) представлення про площинне зображення вузлів об'єкта; г) представлення про групове компонування вузлів пристрою.

У зміст другого елемента образа (симультанні, або просторові, групи) входять: а) об'ємне "бачення" технічного пристрою в цілому; б) представлення про статику (загальній будівлі) об'єкта; в) представлення про принцип дії (функціональних залежностях основних частин) заданого об'єкта; г) уявлення про площинне зображення пристрою в цілому.

Зазначені структурні одиниці несуть надзвичайно важливе змістовне навантаження і визначають характер процесу "уявлення" (створення) заданого образа, тому що завдяки системно-динамічному відображенню істотних ознак об'єкта виникають надумані просторові (симультанні) схеми. Останні і передбачають вибір найбільш оптимального способу вирішення задачі. Очевидно, виникнення цих "внутрішніх" схем визначається наявністю структурно-функціональних взаємозв'язків між складеними одиницями другого елемента.

Складеними одиницями третього елемента образи є: а) загальне представлення про структуру графічних дій; б) співвіднесення графічних дій із представленням про площинне зображення пристрою в цілому; в) представлення про етапи побудови схематичного зображення об'єкта; г) загальне представлення про структуру і послідовність практичних і графічних дій (при побудові схеми і при монтажі пристрою).

Усі структурні елементи взаємозалежні між собою, але сутність зв'язків між ними залежить від змісту і виконання функції кожної структурної одиниці образа в процесі пошуку рішення задачі. Однак ведучими (основними) у цьому процесі є зв'язки, що відображають загальні конструктивно-функціональні співвідношення частин об'єкта в цілому.

Сукцесивні (поетапні) схеми, що виділяють окремі ознаки об'єкта, виконують опорну (допоміжну) функцію, тому що розрізненість таких просторових схем перешкоджає уявному "представленню" конструктивно-функціональних залежностей між основними блоками об'єкта.

Оскільки створення просторового образа об'єкта неможливо без операції співвіднесення (і звірення) реальних ознак об'єкта з їх "замінниками" (символами-знаками), рівень оперування останніми визначає ступінь уявних перетворень, вироблених суб'єктом над заданим технічним об'єктом. Тут, мабуть, існують складні взаємопереходи між різними видами представлень (одиничними, структурно-цілісними, системно-динамічними).

Підбор експериментальних задач здійснювався за принципом поступового ускладнення структури об'єкта і принцип його дії в цілому. Зміст конкретних ситуацій широко варіювалося і жадало від випробувані встановлення структурно-функціональних залежностей між елементами пристрою, узагальнення способів "перекладу" заданої словесної інформації в графічну форму її вираження. Основні вимоги до процесу рішення експериментальних задач припускали: 1) проведення самостійного аналізу особливостей принципу дії заданого пристрою ("розшифровка" даних словесного формулювання умови задачі); 2) самостійна побудова схематичного зображення об'єкта на основі даних структурного аналізу; 3) теоретичне обґрунтування доцільності представленого графічного рішення задачі.

Виклад основних питань супроводжувалося прикладами схематичних зображень окремих елементів і об'єкта а цілому. У процесі занять учні включалися в активне обговорення різних ескізних замальовок, схем, самостійно робили побудову зображень найпростіших електротехнічних пристроїв [15].

Таким чином, ціль першого етапу експерименту складалася в підготовці учнів до рішення задач.

На другому етапі учнем для рішення пред'являлися п'ять задач, розташованих по ступені зростання складності їхнього рішення. Учні повинні були на основі самостійного аналізу вихідних дані задачі зробити графічну побудову конкретного технічного об'єкта.

Відповідно змістові кожної задачі були складені закриті (узагальнено-навідні) питання, що допомагають контролювати і направляти пошук учнями її адекватного графічного рішення. Остаточні варіанти рішення аналізувалися разом з викладачем, виявлялися допущені помилки і причини їхнього виникнення.

Етапи і характер пошуку учнями графічного рішення кожної експериментальної задачі показав найбільш важливі Структурні взаємозв'язки між елементами образного компонента технічного мислення, вплив їх на процес створення просторового образу технічного об'єкта.

При обробці експериментального матеріалу основна увага зверталася на психологічний аналіз функцій образного компонента, зв'язаних зі зміною структурних зв'язків між його елементами при виникненні узагальненого просторового образа заданого технічного об'єкта.

Розділ 2. Розвиток технічного мислення учнів у процесі навчання

2.1 Основні функції образного компонента технічного мислення

При аналізі експериментального матеріалу виявилися розходження в структурі пошуку графічного вирішення задач, що обумовлені змістом опорних ознак зображуваного об'єкта, виділених учнями при первинному обстеженні конкретної ситуації. У залежності від змісту цих ознак структура пошуку характеризувалася визначеним ступенем згорнутості його етапів. Відповідно до останнього і були виділені основні функції образного компонента технічного мислення.

Характерною рисою покрокової (сукцесивної) антиципації (передбачення) є розгорнення етапів пошуку графічного вирішення задачі, значною мірою визначальної операції перетворення вихідної інформації відповідно до її вимог. Попереднє (первинне) виділення учнями інформативного змісту в заданому об'єкті відрізняється поелементністю виробленого ними просторового аналізу. Подібний характер аналізу дозволяє їм спочатку створити тільки окремі одиничні образи зображуваного об'єкта. Оперування такими образами перешкоджає цілеспрямовано робити пошук відмітних ознак його основних елементів, деякі риси яких можуть бути загальними (у даному випадку мається на увазі їхнє функціональне призначення). Це порозумівається тим, що за основу моделювання одиничних образів береться представлення про структуру конкретного вузла поза установленням функціонального зв'язку з іншими блоками заданого пристрою. Тому "відсівання" надлишкової інформації, виділення опорних ознак об'єкта виробляються випробуваними тільки на основі повторного і детального переобстеження заданої ситуації. Оскільки пошук конструктивного графічного рішення ґрунтувався на поблочних ескізах окремих вузлів зображуваного об'єкта, остільки складені ескізи по змісту можна класифікувати як розрізнені сукцесивні схеми-уявлення. Відмінною рисою їх є відображення в них приватних ознак пристрою. Останні не виражають сутності принципу його дії, що дозволяє визначити і графічно відтворити специфіку технічного призначення зображуваного об'єкта в цілому [2].

Сукцесивні уявлення учнів, об'єктивовані ними у вигляді поблочних ескізів схеми, виконують у процесі пошуку рішення функцію "покрокового" передбачення, що відрізняється значним розгорненням його етапів. Звуження останньої відбувається поступово за допомогою установлення функціональних зв'язків між виділеними блоками об'єкта. Визначення цих зв'язків по складених ескізах сприяє виникненню в представлення, що учиться, про цілісну структуру схеми об'єкта, забезпечуючи тим самим перехід до наступного етапу рішення задачі - звіренню й ідентифікації виникаючих уявлень заданому об'єкту. При цьому графічне оформлення даного етапу рішення може визначатися змістом (уже значно уточненим) опорної ланки при створенні одиничних образів зображуваного об'єкта (складається проміжний ескіз, у якому відбита функція основного блоку) і змістом структурних груп його ознак (відтворюється загальна схема).

Пошук вірного графічного рішення здійснюється учнями на основі емпіричного "перебору" можливих функціональних залежностей основного вузла пристрою з іншими його елементами. Наявність такого "перебору" виявляється в розгорненні етапів пошуку графічного рішення: спочатку учні роблять побудову декількох ескізів окремих блоків заданого об'єкта, виділених при первинному аналізі вихідних даних про його структуру, а потім намагаються згрупувати них за ознакою "рядоположення" у більш загальні (комплексні) ескізи. Однак відмінність уявлень про функціональне призначення складених елементів і особливості їхнього просторового компонування в загальній структурі зображуваного пристрою обумовлює достаток помилок принципового характеру (закорочування окремих вузлів об'єкта, невірне підключення його елементів між собою, громіздкість схеми і т.д. ), а також своєрідною "сліпотою" до очевидних функціональних зв'язків між вузлами пристрою.

Отже, створення узагальненого просторового образа об'єкта визначається зміною в структурі одиничних уявлень, які характеризуються якісним "наповненням" і збагаченням їхньої змістовної сторони. Процес цей здійснюється за рахунок поетапного встановлення істотних ознак зображуваного об'єкта (визначення принципу дії "незалежних" перемикачів, блоку реле і вузла його самоблокування).

Оскільки даний спосіб конструювання узагальненого просторового образа буяє великою кількістю помилок, учні змушені прибігати до повторних переобстежень умов задачі і раніше складених ескізів, необхідних для уточнення адекватності намічених покрокових дій. У зв'язку з цим теоретичне узагальнення (у виді пояснення принципу дії установки) з'являється лише тоді, коли установлена функція основного елемента зображуваного об'єкта [3].

Слід зазначити, що розгорнення етапів пошуку адекватного графічного рішення викликана недостатньою оперативністю просторових представлень учнів, що перешкоджає вільному узагальненню інформативних ознак конкретної ситуації і прийомів схематичного відтворення функціональних особливостей заданого об'єкта.

Більш висока по значимості адекватність результату діяльності відрізняє цілісну-системну (симультанну) антиципацію графічного рішення задачі. Особливість даної функції образного компонента складається в граничній згорнутості пошуку просторового образа, ідентичного заданому об'єктові, динаміці виділених оперативних одиниць, що дозволяє "з місця" передбачати кінцевий результат. Обумовлюється це тим, що вже при первинному обстеженні конкретної ситуації учні не тільки визначають склад її елементів, їхнє просторове компонування, але і установлюють функціональні взаємодії між ними. Завдяки цьому відбувається усвідомлення якісних характеристик інформативних ознак зображуваного об'єкта з одночасним формуванням чіткого представлення про графічну (площинний) формі їхнього відтворення. При цьому характерно, що розшифровка змісту даних словесного формулювання здійснюється за допомогою виявлення "пунктів перетинання" інформації про істотні ознаки, закладених у її логіко-граматичній конструкції. Виділення цих пунктів дозволяє вибрати вірний варіант рішення і передбачити його результат (побудова загальної схеми заданого об'єкта) . Викликано це тим, що цілісне-системне відображення конкретної ситуації дає можливість учнем враховувати найбільш ймовірні модифікації (перетворення) її ознак і, у першу чергу, просторової динаміки. Унаслідок цього створюється структурна цілісність, системність "наскрізних ходів" обраного рішення. Остання, у свою чергу, забезпечує об'єднання виділених істотних ознак конкретної ситуації в одномоментно доступні для огляду групи (цілісні-просторові схеми). Характерною рисою цих груп є система "просторового кодування" символів, що відображають різні ознаки об'єкта у виді цілісної-просторової структури. Подібне відображення являє собою просторовий синтез, здійснюваний на рівні внутрішнього відтворення структури заданого об'єкта.

Виникнення "внутрішніх", симультанних схем забезпечується оперуванням графічними символами, за яких "ховаються" реальні перетворення в об'єктивному просторі. Оперування символічними представленнями припускає повне абстрагування від предметної форми реальних ознак заданого об'єкта, або надлишкову інформацію про його зовнішній вигляд (формі, величині й ін.). Cконструюваний унаслідок цього узагальнений просторовий образ відображає адекватну структуру цього об'єкта у виді визначеної системи його символів-ознак. Адекватність структурно-системного відображення ознак об'єкта в образі визначається змістом операцій співвіднесення. Установлення відповідності між умовними зображеннями (символами) і їхніми реальними образами відбувається за допомогою активної переробки представлень, їхньої схематизації й узагальнення. При цьому процес співвіднесення або звірення різко скорочується за рахунок "відсівання" надлишкової інформації, виділення істотних ознак, а також за рахунок перетворення окремих ознак у їхні структурно-цілісні системи. Це веде до граничної згорнутості, інтеріоризації операцій співвіднесення. У зв'язку з цим пошук адекватного графічного рішення не виноситься в поза, а фіксується тільки його результат або здійснюється незначна "доробка" його (поліпшення просторового компонування схематичного зображення, що не змінює в цілому принцип функціональної взаємодії його елементів). Верифікація і корекція обраного рішення також здійснюються у внутрішньому плані. Оскільки істотною ознакою такого симультанного образа є його оперативність і динамічність.