Замовити дисертацію РОЗВИТОК ТЕХНІЧНОГО МИСЛЕННЯ У МАЙБУТНІХ ВЧИТЕЛІВ ТРУДОВОГО НАВЧАННЯ :

У вступі обґрунтовано актуальність і доцільність дисертаційного дослідження, визначено мету та задачі, сформульовано об’єкт, предмет, розкрито наукову новизну і практичне значення одержаних результатів, представлено відомості про апробацію результатів дослідження, публікації та структури дисертації.

У першому розділі «Психолого-педагогічні основи розвитку технічного мислення в майбутнього вчителя трудового навчання» обґрунтовано значимість розвитку технічного мислення вчителя в умовах професійної підготовки. Доведено, що технічне мислення є необхідною складовою професійного становлення майбутнього вчителя трудового навчання, і тому його розвиток є найважливішим завданням професійної підготовки.

Технічне мислення – фундаментальна складова людського інтелекту, яка дає змогу людині діяти з предметами опосередковано, оперуючи їхніми образами (наочними, схематичними, знаково-символічними). Вона є психологічною передумовою будь-якої діяльності, забезпечуючи прогнозування, пошук способів досягнення мети й узагальнення результатів пошуку.

У пропонованому дослідженні технічне мислення визначено як процес відображення у свідомості людини об’єктів і процесів технічної діяльності. Воно пов’язане з мислительною діяльністю, спрямованою на оперування технічними образами в їхньому статичному і динамічному стані. На думку багатьох психологів (Г. Бросаліна, М. Давлетшина, Д. Завалішина, Т. Кудрявцева, Б. Ломова), його сутність – вияв, по-перше, у розумінні закономірностей функціонування технічних об’єктів і процесів, по-друге, в усвідомленні сукупності способів і прийомів цілеспрямованого впливу на предмет праці і, по-третє, у розв’язуванні технічних задач. Причому термін «технічна задача» тут слід тлумачити широкому його значенні. На думку Т. Кудрявцева, це будь-яка задача, пов’язана з розв’язуванням технічних і виробничо-технічних проблем, а отже, із оперуванням сукупністю знань, умінь і навичок у галузі техніки і виробництва.

Вагомість прищеплювання молоді технічної культури в сучасних умовах визнають в усьому світі, тому що бурхливий розвиток техніки й проникнення її досягнень в усі сфери людської діяльності висуває особливі вимоги до технологічної грамотності особистості. ЮНЕСКО розроблена програма «2000+» (Міжнародний проект з наукової і технологічної грамотності для всіх), де зазначено, що в сучасних умовах необхідний новий підхід до технологічної підготовки педагогів, який зумовлений інтегративним змістом їхньої майбутньої професійної діяльності.

Майбутній учитель технології повинен бути підготовлений до виконання завдань, визначених Державним стандартом освітньої галузі «Технологія» щодо розвитку творчого потенціалу, технічного мислення, конструкторських здібностей школярів. Це, зі свого боку, вимагає змін у професійній підготовці майбутнього вчителя технології, обов’язковою складовою якої має стати розвиток технічного мислення.

Проведений аналіз констатувального експерименту (визначення вихідного рівня розвитку технічного мислення студентів за тестом Беннета, аналіз продуктів діяльності студентів за розв’язанням типових задач, аналіз продуктів діяльності студентів за розв’язуванням нетипових задач) дозволив зробити висновки про недостатній рівень розвитку технічного мислення студентів, виявити головні причини недоліків у засвоєнні технічних знань. Крім того, було встановлено, що:

а) рівень розвитку технічного мислення більше ніж у половини студентів (57%) нижчий від середнього;

б) рівень розвитку технічного мислення впливає на засвоєння технічних знань;

в) аналіз продуктів діяльності студентів за розв’язанням нетипових задач дозволив висунути припущення про необхідність доповнення структури технічного мислення новими компонентами.

Спираючись на праці учених (В. Сластьоніна, В. Кан-Калика, І. Лернера та ін.), доходимо висновку, що розвиток технічного мислення допомагає майбутньому вчителю технології застосувати такі форми й методи навчання, які сприяють найбільш ефективному розвитку учнів.

Досліджуючи психологічну структуру технічного мислення, Т. Кудрявцев виявив, що воно трикомпонентне: «понятійно-образно-практичне». Понятійний компонент забезпечує сформованість технічних понять. Образний сприяє виникненню складної системи образів і умінню оперувати нею. Практичний компонент передбачає обов’язкову перевірку отриманого рішення за допомогою розумових операцій. «Теоретичні (понятійні), образні (наочні) і практичні (діяльнісні) компоненти не тільки взаємозалежні (що має місце в інших видах діяльності), але і взаємодіючі, причому кожний із компонентів виступає в ролі рівноправного члена триєдності», – писав Т. Кудрявцев.

Для дослідження технічного мислення Т. Кудрявцев використовував підхід, що полягав в аналізі експериментальних матеріалів: протоколів розв’язання технічних задач, продуктів діяльності, результатів спостережень. Ці матеріали отримані від різних груп випробовуваних, починаючи від учнів початкових класів до дорослих людей, зайнятих професійною діяльністю.

структура технічного мислення, виявив Т. Кудрявцев більше третини століття тому, протягом наступних десятиліть практично не переглядалася. В того часу в техніці відбулися суттєві революційні зміни. Нова хвиля технічного прогресу підняла на новий рівень відносини суспільства і техніки. Тисячі важливих технічних відкриттів, що радикально змінили навколишній світ, учені й інженери зробили наприкінці століття. Слідом за новими науковими відкриттями виникли нові галузі виробництва: радіоелектроніка, мікроелектроніка, атомна енергетика, хімія синтетичних матеріалів, нанотехнологія, виробництво комп’ютерної техніки й інше.

Щодо цього В. Зінченко зазначив: «нові форми діяльності впливають на психологію і свідомість людей». Дослідник дійшов дуже важливого висновку про те, що нові засоби діяльності не тільки підвищують продуктивність праці, але і висувають нові, нерідко надмірні, вимоги до людини, зокрема й до його оперативно-технічної, пізнавальної, емоційно-вольової сфер, мотивації, можливостей і здібностей, тобто в широкому сенсі – до внутрішніх засобів діяльності людини. Тенденція ускладнення форм діяльності новими технічними засобами давно стала предметом уваги всього циклу наук про трудову діяльність.

Безсумнівно, такі радикальні зміни в технічному світі вплинули і на феномен технічного мислення – воно стало іншим. Рівень розвитку технічного мислення кожної людини став помітно досконалішим, бо до цього зобов’язують життєві умови, що тісно залежать від техніки і її нормального функціонування. На думку Б. Душкова, «Розвиток техніки призводить до зміни умов трудової діяльності, що у свою чергу змінює вимоги до суб’єкта праці».

У наш час виникла необхідність переосмислення структури технічного мислення й виділення нових його компонентів відповідно до сучасного етапу розвитку техніки на основі методології технічних наук.

Дослідження такої складної і багатогранної проблеми, як структура технічного мислення і його розвитку, слід здійснювати логічно, спираючись на системний підхід, що дозволяє глибше проникнути в сутність структури технічного мислення як цілісної системи.

Вивчення філософії науки доводять, що одним з компонентів технічного мислення є мова техніки. Мова техніки слугує своєрідною ланкою між теорією і практикою. Тому володіння мовою техніки – необхідний компонент сформованого технічного мислення.

Як другий компонент технічного мислення виділяємо оперативність. Уведення компоненту оперативності до структури технічного мислення пов’язане з тенденціями зміни умов трудової діяльності людини, які визначив Б. Ломов. Під впливом розвитку механізації й автоматизації перед людиною ставиться завдання одночасного управління великою кількістю об’єктів і їхніх параметрів. Це вимагає прискорення процесів аналізу, оцінки, контролю й управління ними, а отже, зростання оперативності розумових дій.

Доцільність уважати оперативність компонентом технічного мислення пов’язана з особливостями розв’язання технічних задач. На думку В. Чебишевої, до розв’язання практичних задач завжди висуваються певні тимчасові вимоги. Час, що виділяється на розв’язання технічних задач, завжди обмежений. розв’язання може втратити свій сенс, коли надмірно розтягується в часі.

Можна виділити три основні функції оперативного мислення – розв’язання задач, планування, декодування. Саме ці функції часто потрібні мисленню в процесі здійснення технічної діяльності. Якісне виконання цих функцій зумовлює успішна взаємодія з технічними об’єктами.

Понятійний компонент забезпечує сформованість технічних понять. Дослідник філософії техніки Х. Ленк відзначив, що «техніка – це понятійний конструктор».

Образний компонент технічного мислення має сприяти виникненню складної системи образів і умінню оперувати ними.

В. Зінченко зауважив, що образне мислення – це засіб переходу від задуму, ідеї, гіпотези, схеми до дії. Він указав, що до цього типу мислення слід ставитися не як до чогось виключного, а як до необхідного інструмента пізнання і практичної дії в будь-якій галузі.

Практичний компонент технічного мислення передбачає обов’язкову перевірку практикою отриманого розв’язання. Методологічну вагомість практичного компонента відзначають багато дослідників, що займаються проблемами техніки. Також засвідчено істотну роль практичної діяльності в походженні технічного знання. Автори багатьох робіт підкреслюють, що технічне знання виникло з практичної діяльності, і саме діяльність є визначальним чинником для формування технічного знання.

Специфічність і своєрідність технічного мислення пов’язані з особливостями змісту технічної діяльності. Але це зовсім не означає, що технічне мислення характеризується своєю виключністю, що вона не має нічого спільного з іншими видами інтелектуальної діяльності. У своїх витоках воно є тим же самим узагальненим і опосередкованим пізнанням дійсності, як і будь-який інший вид розумової діяльності людини. Воно може бути репродуктивним і продуктивним чи поєднувати в собі елементи одного й другого.

Технічне мислення, як і будь-яке інше, здійснюється в процесі виконання технічних завдань. Саме особливості технічного матеріалу багато в чому визначають своєрідність діяльності, способу дій із цим матеріалом. При цьому відбувається переважний розвиток певних сторін мислення, певне структурування компонентів цього мислення, воно здобуває свою специфічність.

Технічне мислення використовує загальний інтелектуальний апарат людини і здійснюється за допомогою відомих видів теоретичної діяльності (індукція, дедукція, інтуїція) і розумових операцій: порівняння, протиставлення, аналіз, синтез, класифікація й інші. Характерним є тільки те, що перераховані вище операції мислення в технічній діяльності розвиваються на технічному матеріалі. Тому технічне мислення залежно від завдань, що стоять перед ним, може бути як теоретичним, так і практичним.

Такий висновок добре узгоджується із змістом діяльності вчителя. А розвиток технічного мислення вчителя трудового навчання є однією з найважливіших професійних якостей.

У другому розділі «Методичні засади розвитку технічного мислення студентів у процесі вивчення спеціальних дисциплін» досліджено вплив розв’язання системи пізнавальних задач під час вивчення спеціальних дисциплін на формування технічного мислення майбутніх учителів.

Здебільшого відомі дослідники проблем технології навчання одностайні в думці про те, що в основі успішного розвитку повинна бути покладена діяльність, пов’язана з розв’язуванням відповідної системи задач. Тому невипадково в багатьох дослідженнях, де розглядаються наукові основи навчального процесу у вищих закладах освіти, серед необхідних і достатніх умов навчальної діяльності, указано на необхідність обґрунтованого перетворення змісту навчання у відповідну систему завдань або задач.

Д. Богоявленський про це писав так: «Будь-який зміст стає предметом навчання тільки тоді, коли він набуває для навчання вигляду певної задачі, яка спрямовує і стимулює навчальну діяльність».

Задача – найважливіший засіб навчання і діагностики. Психолого-дидактична функція навчальних завдань пов’язана з перетворенням об’єктивних знань, наявних у різних джерелах, у суб’єктивні, самостійно отримані знання; з управлінням процесу становлення й удосконалення розумової діяльності.

Навчальні задачі відповідають вимогам технологічного підходу до навчання. Вони є засобом проектування навчальних дій та інструментом діагностики рівня засвоєння знань і сформованості широкого кола вмінь.

Т. Кудрявцев найважливішим способом розвитку технічного мислення вважає «задачний» або «проблемний» метод навчання, сутність якого полягає у створенні проблемних ситуацій за допомогою технічних задач. Учений виділив чотири основні види задач, класифікуючи їх відповідно до мети діяльності: задачі на моделювання, доконструювання, переконструювання і власне конструкторські задачі.

Для розробки змісту технічних задач ураховувалася необхідність їхньої спрямованості на засвоєння таких технічних знань:

1) визначення принципу дії пристрою й призначення технічного об’єкта (розтлумачити призначення, пояснити за кінематичною схемою принцип дії пристрою й процес роботи конструкції, вправи на читання технічних малюнків);

2) аналіз конструкції (перерахувати конструктивні елементи об’єкта, окреслити їхню назву, призначення; обґрунтувати їхню конструкцію, визначити робочі деталі та матеріал);

3) виявлення процесів і явищ, що відбуваються в конструкціях (назвати процеси, які відбуваються під дією певних наукових законів і явищ, що визначають роботу технічного об’єкта);

4) пошук несправностей технічного об’єкта (знайти основні несправності в технічному об’єкті, перерахувати ознаки, причини несправностей, способи їх виявлення, усунення й попередження).

Аналіз курсу «Технічна механіка» показав, що виділені особливості чітко простежуються в типових задачах цієї дисципліни.

У пропонованому дослідженні переважно орієнтуємося на систематику Д. Толлінгерової, тому що її система підказує послідовність введення певних типів задач у навчанні. Зручним для використання є прийом визначення дидактичної цінності задачі, який дає змогу окреслити досягнення поставлених цілей. Розроблена дослідницею ієрархічна система навчально-пізнавальних задач призначена для вироблення в студентів і вчителів умінь аналізувати і складати навчально-пізнавальні задачі для учнів. Автором визначив п’ять категорій задач, що вимагають:

1) мнемонічного відтворення даних;

2) виконання простих розумових операцій;

3) виконання складних розумових операцій;

4) повідомлення даних (крім розумової операції, задіяний мовлиневий акт);

5) творчого мислення.

Ця класифікація може бути використана для проектування навчальних задач із заздалегідь заданими параметрами: за цілями заняття, складністю технічних задач, їхньою спрямованістю на визначені компоненти тощо.

Наступним кроком є розробка системи задач, що дозволяють розвивати в студентів технічне мислення. Під час створення системи задач ми більшою або меншою мірою використовували елементи наведених вище підходів.

Розроблена нами система задач із розвитку технічного мислення повинна задовольняти певні принципи. Як відомо, автори систем завдань виділяють принцип поступового підвищення складності задач, тому це перший принцип у нашій системі завдань.

Оволодіння рівневим підходом у навчанні дає змогу вчителеві мати діагностичну методику для оцінки знань та розвитку учнів, тому дозволяє об’єктивно стежити за динамікою їхнього інтелектуального росту. Користуючись підходами Д. Толлінгерової, досить легко вибудовувати технічні задачі за рівнем складності і програмувати дидактичну цінність задач.

У процесі дослідження було визначено п’ять основних компонентів технічного мислення: понятійний, образний, практичний, оперативний, компонент володіння мовою техніки. Отже, другий принцип полягає в тому, що система завдань повинна охоплювати завдання на розвиток усіх виділених компонентів. Третім принципом системи завдань є необхідність орієнтації задач на сучасні проблеми техніки.

ми також виділили дидактичні умови, за яких розвиток мислення студентів відбувається досить ефективно. Найбільш важливими умовами є наявність у студентів базових знань і сформованих технічних умінь.

Рівень доступності розроблених у процесі дослідження технічних задач визначали на основі результатів їх розв’язання студентами та експертної оцінки з боку викладачів вищих закладів освіти.

До експертної оцінки задач було залучено 18 викладачів технічних дисциплін шести педагогічних університетів України. Експертні висновки викладачі формулювали у вигляді відповідей на запитання запропонованої їм анкети. Усі експерти одностайно зазначили, що запропоновані задачі повною мірою відповідають вимогам чинних програм. Майже одностайними були експерти у своїй оцінці доступності для студентів розробленої системи задач: 14 експертів (із 18-ти) указали на повну відповідність задач навчально-пізнавальним можливостям студентів.

Для реальної оцінки досягнутих результатів процесу розвитку технічного мислення студентів його необхідно контролювати. Цей контроль потрібний для оцінки дієвості визначених у процесі дослідження умов, покликаних забезпечувати розвиток студентів під час розв’язання пізнавальних технічних задач.

Умовами успішному контролю були: об’єктивність, індивідуальний характер, комплексний характер оцінювальних завдань, систематичність.

В експериментальній частині дослідження ми не прагнули безпосередньо визначати, як у процесі розв’язання навчально-пізнавальних задач розвивалася здатність студентів до технічного мислення. Виконували ми це завдання опосередковано: через оцінку результатів навчально-пізнавальної діяльності, яка ґрунтувалася на певних розумових діях. Зміни в розвитку технічного мислення студентів визначали на основі змін у результатах розв’язання технічних задач.

Для розробки показників ми звернулися до широко відомої таксономії категорій засвоєння, виявленої групою американських учених під керівництвом Б. Блума. Вона орієнтована на оцінку пізнавальної (когнітивної) й емоційної сфери особистості. Під час аналізу пізнавальної сфери особистості автори виділяли шість категорій, які розташовані за ступенями ускладнення характеру пізнавальної діяльності: I категорія – знання; II категорія – розуміння; III категорія – застосування; IV категорія – аналіз; V категорія – синтез; VI категорія – оцінювання.

З опорою на таксономію Б. Блума було розроблено зміст кожної з категорій у пізнавальній сфері техніки, за якими можна оцінювати успішність рішення комплексних технічних задач і сформованість технічного мислення:

знання: розуміння ролі техніки в розвитку виробництва; уявлення про сучасні досягнення техніки; знання основних технічних термінів, понять; розуміння будови і принципу дії основних механізмів; знання закономірності функціонування різних механізмів; основні умовні зображення, що мають застосування в техніці; основні знаряддя праці, матеріали; основи проектування й конструювання; технологія обробки різних матеріалів; уявлення про сучасні методи пошуку й обробки інформації;

розуміння: володіння технічними поняттями, термінами; уміння розкрити сутність завдання; розуміння призначення й принципу дії технічних пристроїв, механізмів; уміння інтерпретувати отриману інформацію; усвідомлення наслідків певної дії чи бездіяльності;

застосування: уміння застосовувати технічні знання в нових умовах; уміння використати знаряддя праці, технічні пристрої; здатність подумки перетворювати об’єкти діяльності; уміння зібрати механізм, конструкцію, схему, які зображені умовними позначеннями;

аналіз: уміння систематизувати й класифікувати технічні об’єкти, поняття, виділяти основне й другорядне; здатність аналізувати склад, структуру, пристрій і принцип роботи технічного об’єкта; уміння робити висновки за завданням; орієнтація в технічній документації; співвіднесення результатів окремих дій з кінцевим результатом; виділення надлишкових й відсутніх даних у технічних задачах; аргументування відповіді і дії; визначення новизни в задачі, уміння зіставляти з відомими класами задач;

синтез: здатність до генерації технічних ідей; розв’язання технічних задач на перетворення технічних конструкцій; переосмислення об’єктів, розгляд їх під іншим кутом зору; уміння створювати нові образи й змінювати їх; здатність оперувати динамічними просторовими образами; уміння видозмінювати, трансформувати образи;

оцінювання: здатність до оцінки й самооцінки; оцінка оптимальності розв’язання технічних задач; аргументація відповіді; об’єктивна оцінка нових ідей.

Ці категорії стали основою для розробки показників виділених критеріїв у межах досліджуваних дисциплін, які реально можна оцінити під час аналізу розв’язання студентами комплексних технічних задач.

Застосування системи рівневих комплексних задач передбачає наявність технічних задач трьох рівнів складності, розв’язання яких вимагає володіння компонентами технічного мислення на різних рівнях.

Виходячи з розроблених показників, визначимо три рівні розвитку технічного мислення: низький, середній і високий.

Апробація розробленої системи завдань, спрямованої на розвиток технічного мислення студентів, відбувалася протягом 2006-2009 років. В експерименті взяли участь 376 студентів III та IV курсів.

Результати вхідного тестування студентів контрольної й експериментальної груп засвідчили, що статистично підтверджених відмінностей між рівнями розвитку технічного мислення в них немає, крім того, цей рівень у більшості студентів контрольних і експериментальних груп визначається як низький.