Графічна підготовка учнів - складова частина їх політехнічної освіти - сприяє раціональному засвоєнню елементів техніки, допомагає глибше виконати будову об'єктів і засобів праці, які не можна безпосередньо спостерігати. Необхідність вивчення креслення у середній школі зумовлена не тільки його винятковим значенням у сучасному житті, а й тією величезною роллю, яку відіграє графічна діяльність у розвитку мислення та пізнавальної активності учнів, їх творчих здібностей і самостійності, у формуванні спеціальних знань, умінь, навичок. Під час виконання графічних завдань у учнів формуються знання та уміння, які необхідні під час виконання геометричних побудов. Знання про елементи креслення включають три головних компоненти.

По-перше, точне представлення кожного елементу, тобто деталізований образ, що відображає в наочній формі основні характеристики елементу, саме: лінії, з яких він утворюється, їх просторові співвідношення і розміри. Так, компонентом знання про типові лінії є точне представлення їх структури (суцільна або переривчаста), товщини і довжини штрихів, якщо йдеться про штрихову і штрих - пунктирну по лініях, учень повинен не тільки знати про рівні довжини штрихів і відстані між ними, але й представляти ці величини, уміти визначати їх "на око".

Джерелом формування уявлення є звичайно спостереження, тобто зоровий аналіз елементів креслення. Проте, спостереження дає лише приблизно правильний образ об'єкта. Уявлення про образ повинно бути точним. Велике значення тут мають роботи, що вимагають поєднання різних видів учбової діяльності (спостереження, вимірювання тощо). Такі роботи необхідні для формування деталізованих і точних уявлень про елементи креслення [16].

По-друге, знання елементу креслення включає поняття про його призначення. Щоб розкрити призначення, необхідно співвіднести елемент креслення з тими особливостями предмету, які зображаються з його допомогою. Так, наприклад, штрихова лінія служить для зображення різьблення. Розкриваючи її призначення, важливо продемонструвати перераховані випадки, тобто сформулювати систему необхідних уявлень. Це вимагає використання спеціальних наочних засобів, що дозволяють формувати розчленовані і рухомі уявлення.

По-третє, у знання про елементи креслення включаються їх зображення. Ці правила визначають, які інструменти потрібні і у якій послідовності потрібно креслити той або інший елемент. Графічне знання завжди є знання поділа. Умовою його Томуня є не тільки демонстрація образів і моделей, що поєднуються з докладним поясненням, але й практичні роботи.

Тут, по суті вже ставиться питання про навички зображення елементів, формування яких припускає не тільки розвиток зорового аналізу, утворення словесно-образних асоціацій, але і тренування рухів.

Один із компонентів уміння будувати рисунок - навички роботи з креслярськими інструментами. Завдання їх формування і розвитку є необхідним для всього курсу креслення. Важливо добитися такого положення, щоб учень міг легко, точно, з найменшою напругою уваги, тобто як би автоматично, виконувати дії з креслярськими інструментами. Тільки за цієї умови він зможе успішно виконувати завдання на побудову робочих креслень. Правильний і вмілий вибір завдань не тільки дозволяє розвивати в учнів уміння застосовувати знання на практиці, а й допомагає формуванню підготовки до основного уміння виконувати роботу за кресленням [4].

Рівень графічної підготовки людини на даний час визначається головним чином технікою виконання графічних зображень, а головним чином - на скільки він готовий до розумового перетворення моделей, настільки рухливе його образне мислення.

У традиційному процесі графічної підготовки учнів треба виходити із абстрактної схеми психічного розвитку дитини. Рахується, що оскільки здібності школяра до абстрактного мислення формується тільки на завершаючих етапах навчання (в основному у 8-9 класах), то випливає, що знайомство учнів з схемами та різними умовними графічними позначеннями і знаками необхідно розпочинати тільки в старших класах…

Система графічної підготовки учнів в школі у зв'язку з цим будується на принципах, згідно яких на початку навчання (в молодших і старших класах) необхідно вводити тільки наочні, конкретні зображення.

Введення схематичних графічних зображень і позначень, враховуючи умовні позначення, введені в практику навчання в школі вже на перших етапах дозволяє не тільки озброїти учнів знаннями основних понять і різних видів зображення, їх специфічному змісту і функціях, а й по новому підійти до розгляду проблеми розвитку образного мислення, якому поки що в загальному процесі засвоєння знань відводиться лише роль допоміжних наглядних опор про оволодінні абстрактними знаннями і розумовими операціями. Тому, в системі "людина і техніка" графічні засоби інформації набувають все більшого значення і приваблюють до себе увагу діячів науки, техніки і виробництва. Особливо помітні зрушення в науці, безпосередньо пов'язаних з сприйняттям, кодуванням і обробленням інформації: інженерної психології і інженерної графіки. У інженерній психології посилюються шляхи пошуку оптимізації процесів оперування за допомогою позначень і графічних моделей, а у інженерній графіці - за допомогою систематичного вдосконалення у міжнародних масштабах стандартів, які регламентують правила оформлення графічної документації і способи її використання у конструкторській практиці та на виробництві [7].

Основним видом діяльності на уроках креслення є робота, пов'язана з розв'язуванням графічних задач. Дослідження цієї діяльності показало, що перш ніж виконати графічну побудову, людина створює її образ, оцінює його відповідність реальному предмету, який зображується, а вже потім за допомогою прийнятих у кресленні умовностей виконує механічну дію. Тобто будь-який графічний образ втілюється на папері тільки на основі певних розумових дій. Так само у процесі читання вже готових зображень здійснюється непомітна зовні розумова діяльність, яка становить собою тісну взаємодію мислення і пам'яті.

Аналіз розумових дій показав, що до їх складу входять загальновідомі мислительні операції (аналіз, синтез, порівняння, абстрагування, узагальнення, конкретизація), але з відповідним змістовим наповненням, пов'язаним із створенням та оперуванням просторовими образами предметів. Отже, вміння учня розв'язувати будь-яку графічну задачу ґрунтується на знаннях теоретичного матеріалу, правил і нормативних положень курсу креслення, навичках виконувати графічні побудови та включає здатність до активного оперування просторовими образами і до здійснення мислительних операцій, потрібних для її розв'язання. Активна розумова діяльність учнів у процесі розв'язування графічних задач передбачає наявність у них знань про способи зображення об'ємних форм на площині, знання правил і вимог щодо виконання і оформлення креслень; уміння будувати зображення об'ємних форм на площині та виконувати інструментальні побудови на контурах зображень. Здатність до активного оперування просторовими образами складається із сукупності конкретних умінь, серед яких основними є уміння: створити об'ємний образ предмета; виділити в формі предмета поверхні типових геометричних тіл; уявно видозмінити просторовий образ предмета відповідно до заданих умов; здійснювати перехід від об'ємного зображення до плоского; здійснювати перехід від наочного зображення до умовно-схематичного і навпаки.

Виходячи з цього, навчальна діяльність учителя, спрямована на розумовий розвиток учнів у процесі розв'язування графічних задач на уроках креслення, повинна включати: 1) формування графічних знань, умінь і навичок; 2) формування уміння створювати і перетворювати просторові образи предметів; 3) формування уміння здійснювати мислительні операції, необхідні в графічній діяльності [3].

Як показало наше дослідження, ефективність діяльності з розв'язування графічних задач забезпечується:

- систематичністю в організації розумової діяльності школярів, яка ґрунтується на чіткій системі задач;

- відсутністю в процесі розв'язування задач елементів, пов'язаних з непродуктивною роботою учнів (механічним перекреслюванням).

Отже, важливо, складаючи систему задач з певної теми, визначити, наскільки кожна з них сприяє досягненню не лише навчальних, а й розвивальних цілей курсу. Аналіз передбачених навчальною програмою та наведених у навчально-методичних посібниках завдань дав нам змогу розділити їх на дві групи: 1) задачі, спрямовані на формування графічних умінь; 2) задачі, спрямовані на розвиток розумових дій та формування графічних умінь.

До першої групи треба віднести, наприклад, задачі на побудову контурів плоских зображень, зображень взаємопов'язаних деталей (з'єднань). Ці задачі сприяють міцнішому засвоєнню знань; вони є засобом формування графічних умінь, контролю знань, умінь і навичок.

Розв'язання задач другої групи передбачає не механічне застосування засвоєних правил, а самостійне знаходження шляхів рішення деяких проблем - вибір головного зображення, кількості зображень, застосування необхідних умовних зображень, позначень тощо. До них можна віднести задачі на побудову зображень за різними вихідними даними, на реконструкцію зображень, уявні перетворення зображень, деталювання складальних креслень, задачі на конструювання тощо. Процес розв'язування таких задач є важливим засобом розвитку мислення. В учнів розвивається уміння аналізувати вихідні дані під різним кутом зору, виділяти основне, узагальнювати, виконувати різноманітні перетворення зображень, формується творча спрямованість мислення.

У методиці відомо кілька підходів щодо формування уміння розв'язувати графічні задачі: 1) прямий шлях управління розумовою діяльністю (використання алгоритмів, алгоритмічних вказівок); 2) поетапне формування розумових дій; 3) застосування проблемного або частково пошукового методу (активізація розумової діяльності та формування необхідних її якостей шляхом створення проблемних ситуацій).

Практика показує доцільність застосування оптимального поєднання різних методів. Таке поєднання та застосування фронтальної форми роботи особливо ефективне на початкових етапах формування уміння розв'язувати графічні задачі, оскільки учні ще не готові до пошукової діяльності та самостійної практичної роботи. У подальшому, з набуттям навичок розв'язування задач, потрібно збільшувати частку самостійної роботи учнів, підвищувати рівень активності їхнього мислення. Активність мислення передбачає бажання учня зрозуміти і простежити послідовність пояснення, виділити головне, намагання намітити план роботи, фіксувати її результат, пов'язати нові способи дії з раніше засвоєними [8].

Розв'язання будь-якої задачі ґрунтується на застосуванні загального правила до конкретних особливостей даної задачі. Тому в розумовому розвитку учнів великого значення набуває формування у них узагальнених прийомів розв'язування. Однією з головних умов формування узагальнених прийомів розв'язування графічних задач є послідовне ускладнення характеру графічної діяльності (включення нових елементів в конструкцію деталі, ускладнення способів і прийомів розв'язування задачі).

Другою необхідною умовою є засвоєння учнями способу розв'язування даної задачі, осмислення послідовності виконання розумових і графічних дій. Це передбачає формування у них здатності правильно визначати мету навчальної діяльності, а також розділяти процес розв'язування на окремі етапи, дії, операції. Для цього під час пояснення способу розв'язування необхідно разом з учнями виділити навчальну мету, визначити, з яких етапів складається процес розв'язування, які дії їм треба виконати, щоб розв'язати дану графічну задачу, пояснити, якими прийомами розв'язування вони повинні оволодіти і які елементи з раніше засвоєних прийомів можна використати.

Великого значення у здійсненні розумового розвитку учнів під час розв'язування графічних задач набуває формування у них здатності до контролю і самоконтролю як результату, так і самого процесу діяльності. Здійснюваний учнями контроль процесу розв'язування задачі їх однокласниками (з'ясування тих операцій, способів дій, за допомогою яких отримано результат), а також самоконтроль дає змогу виявити помилкові прийоми та навчити правильних, стимулює інтерес до розумової роботи.

Дослідження процесу розв'язування графічних задач дало нам змогу розробити його узагальнену структуру, кожен елемент якої наповнений певними розумовими діями. Як показав досвід, засвоєння учнями цієї структури сприяє значній активізації їхньої розумової діяльності, розвитку у них здатності усвідомлювати і регулювати цю діяльність. Узагальнена структура процесу розв'язування графічної задачі включає такі етапи: аналіз умови задачі, визначення послідовності розв'язування задачі, реалізація плану розв'язування, контроль і корекція знайденого результату. Розглянемо кожен етап окремо.

Аналіз умови задачі передбачає:

- сприйняття й усвідомлення завдання, яке міститься в умові задачі;

- аналіз даних, наведених в умові задачі;

- визначення повноти даних умови задачі (достатність, недостатність, надмірність);

- визначення, до якого типу належить дана задача;

- створення просторових уявлень про дані, наведені в умові задачі.

Визначення послідовності розв'язування задачі: визначення графічних дій, сукупність яких необхідна для розв'язування задачі; встановлення раціональної послідовності здійснення графічних дій; відновлення в пам'яті теоретичних знань і нормативних положень, необхідних для розв'язування задачі; встановлення аналогій з раніше розв'язаними задачами; передбачення (створення образу) кінцевого результату розв'язування задачі та співвіднесення його з умовою задачі.

Реалізація плану розв'язування задачі: уявна видозміна і перетворення початкових образів, створених на основі оперування даними умови задачі; залучення теоретичних знань, правил і нормативних положень для здійснення графічних дій відповідно до умови задачі; практичне здійснення графічних дій у вигляді конкретних геометричних побудов контурів зображень та їх елементів; доповнення зображень знаково-символічними умовними позначеннями, узгодженими з умовою задачі [4].

Контроль і корекція отриманого результату: співвіднесення і узгодження знайденого результату з вихідними даними умови задачі; аналіз причин невідповідностей кінцевого результату умові задачі (за їх наявності); доповнення та уточнення кінцевого результату розв'язування задачі.

Методичні особливості навчання розв'язуванню конкретної графічної задачі визначаються її типом, змістом, дидактичним призначенням та рівнем підготовки учнів. У загальному вигляді фронтальна робота з класом може відбуватись у формі бесіди, яка передбачає чітке виділення окремих етапів процесу розв'язування та включає систему запитань. Розглянемо приклад.

Аналіз умови задачі:

- Що потрібно зробити в задачі?

- Чи достатньо даних для розв'язування задачі?

- До якого типу належить задача?

- Що являє собою зображений в умові предмет? Які геометричні тіла утворюють його форму?

Визначення послідовності розв'язування задачі:

- Які знання потрібні для розв'язання даної задачі?

- Які додаткові відомості треба знайти і де?

- Які графічні дії необхідно здійснити і в якій послідовності?

- Чи подібна дана задача до раніше розв'язаних? Чим?

- Як зміниться початковий образ предмета?

- Що являтиме собою кінцевий результат розв'язування задачі?

- Чи потрібно буде доповнити утворене зображення знаково-символічними умовними позначеннями?

Реалізація плану розв'язування задачі: організація практичної роботи учнів з виконання графічних дій.

Контроль і корекція отриманого результату:

- Чи відповідає отриманий результат вихідним даним умови задачі?

- Що треба уточнити, доповнити?

- Чому і на якому етапі розв'язування виникли труднощі? Які саме?

- Яка послідовність розв'язування задач такого типу?

Значна роль в організації самостійної роботи учнів повинна відводитись індивідуальному підходу та спрямуванню їхньої діяльності відповідно до узагальненої структури процесу розв'язування графічної задачі. Цьому сприятиме обговорення з учнями послідовності виконання завдань за такими вказівками: уважно ознайомтесь з умовою задачі і зрозумійте її; порівняйте дану задачу з раніше розв'язаними; продумайте послідовність розв'язування; згадайте потрібні для розв'язування правила виконання та позначення зображень; розв'яжіть задачу, осмисліть та перевірте отриманий результат.

Індивідуальний підхід до здійснення розумового розвитку учнів передбачає врахування індивідуальних особливостей їхнього мислення, які визначаються специфікою поєднання і різними рівнями розвитку його якостей (глибини, гнучкості, усвідомленості, самостійності тощо) та рівнем оволодіння знаннями і засвоєння узагальнених прийомів та способів діяльності. Для учнів з високою активністю і самостійністю розумової діяльності оптимальним є навчання з максимумом самостійності і вимогливості, із застосуванням завдань підвищеної складності, що стимулює інтерес до навчання та підвищує інтенсивність розумового розвитку. Учні, для яких характерні поверхове мислення, розумова пасивність та слабке усвідомлення ходу свого мислительного процесу, потребують детального багаторазового пояснення із застосуванням наочності і достатньої кількості тренувальних вправ, спрямованості методів навчання на формування у них раціональних прийомів розумової діяльності.

2.2 Розробка і проведення уроку з виконанням графічної роботи