РЕАЛІЗАЦІЯ КОНСТРУКТОРСЬКО-ТЕХНОЛОГІЧНОГО ПІДХОДУ У ПРОЦЕСІ НАВЧАННЯ КРЕСЛЕННЯ МАЙБУТНІХ ВЧИТЕЛІВ ТРУДОВОГО НАВЧАННЯ

Краткое содержание

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ ДИСЕРТАЦІЇ

У вступі обґрунтовано актуальність обраної теми дослідження, проаналізовано загальний стан розробленості проблеми в теорії та практиці навчання, представлено зв’язок дисертації з науковими програмами, планами та темами, визначено мету, завдання, об’єкт і предмет дослідження, сформульовано гіпотезу, охарактеризовано методи й основні етапи дослідження, теоретичне і практичне значення результатів дослідження, подано відомості про апробацію та впровадження результатів у практику вищої школи, публікації, наведено структуру й обсяг дисертаційної роботи.

У першому розділі “Аналіз сутності конструкторсько-технологічного підходу в навчанні кресленню” проаналізовано педагогічну проблему реалізації конструкторсько-технологічного підходу у процесі навчання кресленню майбутніх учителів трудового навчання в історичній, психолого-педагогічній літературі; здійснено ретроспективний аналіз підходів до навчання кресленню, порівняльний аналіз геометричного та конструкторсько-технологічного підходів у графічній діяльності, виявлено міжпредметні зв’язки як умову реалізації конструкторсько- технологічного підходу в навчанні кресленню.

Виявлено основні етапи розвитку креслення та зміни у підходах до його навчання в період із кінця XІ до початку XX століття. Так, XІ-XVІІ ст. ознаменувалися створенням підґрунтя до виникнення цих підходів. XVІІІ-XІX ст. – період панування образотворчого підходу, початок XX-ХХІ ст. – період геометричного підходу. Конструкторсько-технологічний підхід виникає у зв’язку зі стандартизацією креслення (1925 р.).

Встановлено, що викладанню креслення у навчальних закладах у різні часи науковцями та викладачами-практиками приділялося достатньо уваги щодо поновлення його змісту та покращення методики викладання креслення. Але від початку “юридичного” становлення креслення до сьогодення цілеспрямованого наукового дослідження, присвяченого з’ясуванню змісту, структури та розробці методики конструкторсько-технологічного підходу в навчанні кресленню при підготовці фахівців із графіки, у тому числі, вчителів трудового навчання та креслення, нами не встановлено.

Аналіз історичних джерел засвідчує, що креслення як наука займає окрему самостійну ланку серед інших наук, маючи свою, створену видатними науковцями, методологію та методи досліджень. У процесі дослідження нами виявлено, що образотворчий підхід до підготовки технічних кадрів передував геометричному. Варто наголосити, що геометричний підхід є базовим для конструкторсько-технологічного підходу у навчанні кресленню. В результаті аналізу встановлено хронологічну залежність і послідовність зазначених підходів, їх основний зміст та методику викладання графіки у попередні роки.

Встановлено, що креслення-рисунки, креслення-схеми ХІ-ХІІ ст. слугували підґрунтям для формування образотворчого підходу, основними задачами якого були фарбування і тушування креслення разом із опануванням законів проекційного креслення, частковим поновленням технологічних вимог. Основними задачами креслення геометричного підходу є навчання побудови креслення реальних предметів за допомогою аналізу геометричної форми предмета, навчання читанню креслень та розвитку просторової уяви в учнів. Геометричні основи креслення повинні не відступати на другий план, а набуватися як першочергова основа для подальшого оволодіння технічними знаннями. Основними задачами конструкторсько-технологічного підходу є опанування законів побудови всіх видів креслення з одночасним формуванням у студентів (учнів) здатності оперувати графічними засобами будь-якого рівня абстрагування; вміння розумового перекодування умовних зображень у наочні моделі; високого рівня аналізу й синтезу конструкторських і технологічних властивостей предметів (об’єктів); сприймання, зберігання і передавання інформації загальноприйнятою в науці й техніці міжнародною графічною мовою.

У результаті вивчення практичного досвіду та аналізу праць О. Ботвіннікова, В. Бромлея, А. Верхоли, В. Виноградова, І. Вишнепольського, В. Гордона, А. Добрякова, В. Забронського, Г. Лаломова, Б. Ломова, І. Маслова, А. Молочкова, М. Нетикси, В. Образцова, Г. Прокоф’єва, А. Страхова, Г. Талако, І. Ярмоловича та інших, з’ясовано сутність та особливості геометричного і конструкторсько-технологічного підходів у графічній діяльності. Порівняльний аналіз науково-методичної літератури засвідчив, що в історії розвитку креслення кожен із підходів мав свої особливості відтворення форми та розмірів предмета на кресленні: 1. Основна особливість образотворчого підходу в навчанні кресленню полягала у використанні кольорів для відображення конструкції та технічних особливостей предметів. 2. В основу геометричного підходу в навчанні кресленню було покладено геометричні закономірності та властивості, за допомогою яких виконано креслення. 3. Конструкторсько-технологічний підхід у навчанні кресленню ґрунтувався на використанні науково-технічних (конструкторських та технологічних) знань про технологію виготовлення предметів, що зображуються на кресленні.

Встановлено, що чіткої межі між підходами у навчанні кресленню не існує. Кожний попередній підхід формував певні особливості наступного. Аналіз наукових засад навчання кресленню на основі конструкторсько-технологічного підходу дає підставу стверджувати, що конструкторсько-технологічний підхід є найскладнішим і найвищим ступенем в опануванні креслення. Він є логічним продовженням геометричного підходу у навчанні кресленню, що підтверджується дослідженнями таких учених: О. Ботвіннікова, А. Верхоли, В. Виноградова, Б. Ломова, В. Сидоренка.

За результатами аналізу наукових праць із педагогіки, психології, філософії, методики викладання креслення виявлені міжпредметні зв’язки як умова реалізації конструкторсько-технологічного підходу в навчанні кресленню. Міжпредметні зв’язки формують здатність навчатися та розкривають загальні принципи побудови науки.

Встановлено, що особливу значущість у реалізації конструкторсько-технологічного підходу в навчанні кресленню студентів (майбутніх учителів трудового навчання та спеціалістів із професійного навчання) має використання міжпредметних зв’язків “Креслення”, “Практикуму в навчальних майстернях” та “Технічної механіки” (“Деталей машин та основ конструювання”). Сформувати систему глибоких графічних знань і вмінь студентів можливо, спираючись на систематизований науковий зв’язок між кресленням, професійно-орієнтованою трудовою діяльністю в навчальних майстернях та виконанням курсового проекту з “Деталей машин”, використовуючи різноманітні методичні прийоми. Основний зміст і сутність зазначених вище методичних прийомів полягає у поєднанні трудової та графічної діяльності студентів на основі глибоких знань із конструювання, технологій виготовлення, розрахунку на міцність деталей і виробів, графічних понять і стандартів.

У другому розділі “Зміст та дидактичні умови впровадження конструкторсько-технологічного підходу в практику графічної підготовки вчителів трудового навчання та креслення” визначено і теоретично обґрунтовано дидактичні умови реалізації конструкторсько-технологічного підходу у навчанні кресленню, обґрунтовано використання методичних прийомів і засобів формування знань та вмінь на основі конструкторсько-технологічного підходу в графічній підготовці студентів, експериментально перевірено ефективність графічної підготовки студентів на основі конструкторсько-технологічного підходу з урахуванням визначених дидактичних умов.

У результаті проведеної роботи з’ясовано, що запорукою успішного навчання на основі конструкторсько-технологічного підходу є дидактичні умови навчання кресленню, які відтворюють його специфіку. Було встановлено такі дидактичні умови ефективної реалізації конструкторсько-технологічного підходу у навчанні кресленню, а саме: використання геометричних, конструкторських і техніко-технологічних задач у процесі вивчення креслення; застосування методики вирішення вище зазначених задач, яка ґрунтується на комбінації різноманітних методів навчання кресленню; використання засобів наочності у навчанні кресленню; урахування викладачами психологічної структури і змісту просторового мислення студентів (учнів).

З’ясовано, що сучасний стан графічної підготовки абітурієнтів, які вступають до вищих навчальних закладів отримати інженерно-педагогічну та фахову з трудового навчання підготовку не відповідає вимогам як навчально-виховного процесу у вищий школі, так і вимогам сучасного промислового та сільськогосподарського виробництва. Лише до 10% абітурієнтів мають високий рівень знань і вмінь із шкільного курсу креслення, близько 30% – середній і майже 60% – низький.

Встановлено, що система знань і вмінь із креслення, що формується на основі конструкторсько-технологічного підходу, визначається сукупністю наукових закономірностей, які вивчають студенти. Такі закономірності відображають загальні основи, принципи сучасного конструювання та технології в галузі виробництва і включають в себе: знання загальних законів та принципів, які лежать в основі сучасного креслення; знання принципів дії та застосування конкретних технічних об’єктів; знання загальної будови та принципу дії типових технічних пристроїв (інструментів, механізмів, верстатів та ін.), які є базовими в конструкторсько-технологічній діяльності.

Наведено приклади виконання креслень деталей, що відображають конструкторсько-технологічний підхід, та методичні вказівки щодо реалізації конструкторсько-технологічного підходу. Наприклад, нанесення лінійних розмірів на робочих кресленнях деталей із дотриманням норм стандарту і врахуванням технології виготовлення деталі. Акцентується увага, що, виконуючи креслення деталей студентам, як правило, не доводять до відома кількість деталей, що виготовляється. Тому, студент не має можливості вибрати певну схему простановки розмірів на кресленні. Щоб запобігти цього конструкторсько-технологічного недоліку у навчанні кресленню необхідно у завданні вказувати кількість деталей, які необхідно виготовити. Таким чином уникнути методичної помилки. У наведених прикладах, окрім уточнення загальних правил побудови креслення, простежується застосування конструкторсько-технологічних явищ, закономірностей, принципів технічного та виробничого характеру. Зазначається, що студенти можуть добре знати закономірності, черговість графічних побудов, але рівень сформованості знань на основі конструкторсько-технологічного підходу у навчанні кресленню може бути недостатнім. Акцентується увага на тому, що сучасна методика викладання креслення повинна враховувати новітні досягнення в галузі промислових технологій, психології та педагогіки.

У результаті проведеної роботи з’ясовано, що ефективність набуття графічних знань і вмінь залежить від психологічного переносу, сутність якого полягає у використанні засвоєних студентом знань, умінь і способів розумової діяльності в нові умови навчальної чи практичної роботи. Це потребує з’ясування логіко-пізнавального змісту конструкторсько-технологічних та графічних понять.

Охарактеризовано логіко-пізнавальну процедуру визначення поняття (в тому числі графічного) як етап дидактичного процесу формування конструкторсько-технологічного поняття і виявлено умови й особливості функціонування визначення у цьому процесі. Ґрунтуючись на логіко-тезаурусній концепції інтелектуальної комунікації Ю. Шрейдера, в дослідженні дефініція розглядається як результат визначення поняття, ототожнює отримання, фіксування та переробку інформації через мисленнєві знакові вирази.

Через характеристику діяльності викладача і студентів доведено використання дефініцій викладачем, яке відбувається у результаті його комунікативної (словесно-знакової) діяльності. Засвоєння ж дефініцій студентами  відбувається у результаті їх розумової та мнемічної діяльності, якій передувала предметно-практична діяльність, спрямована на з’ясування ознак об’єкту.

Було розроблено і впроваджено модель інформаційно-комунікативного визначення конструкторсько-технологічних понять у процесі навчання кресленню, що дало позитивні результати. З метою перевірки та кількісної оцінки засвоєння графічних понять застосовувалися методи поелементного і поопераційного аналізу.

Встановлено, що знання критеріїв і рівнів засвоєння графічних понять дозволяють об’єктивно оцінити якість їх засвоєння студентами, своєчасно оцінити ефективність методичної системи формування у них графічних понять, яка застосовується викладачем, і внести необхідні корективи до неї.

Беручи до уваги, що правильно відібрані методи і методичні прийоми навчання кресленню забезпечують високу якість графічних знань, в основу педагогічного експерименту була покладена система методів проблемно-розвивального навчання, яка ґрунтується на принципах цілепокладання та проблемності. Сутність і зміст методичних прийомів пов’язані зі змістом і послідовністю формування графічних понять. Результати педагогічного експерименту підтвердили, що застосування проблемного підходу до викладання креслення, відбір методів і методичних прийомів повинен здійснюватися на основі визначеної нами системи графічних понять даного предмета з урахуванням психологічних особливостей сприймання студентів.

Розроблено модель процесу формування графічних знань і вмінь на основі конструкторсько-технологічного підходу, яка дозволяє розуміти зміст конструкторсько-технологічних понять і визначати навчальні дії, що забезпечують графічну діяльність. Запропоновано модель структури конструкторсько-технологічного підходу, яка дозволяє враховувати особливості компонентів графічної діяльності в навчанні кресленню.

Доведено ефективність використання засобів відеоінформації при проведені занять із креслення на основі конструкторсько-технологічного підходу, розроблено методичні рекомендації щодо їх використання. Встановлено, що при застосуванні засобів відеоінформації, особливо динамічних, із звуковим супроводом, передача інформації відбувається внаслідок функціонування зорових та слухових аналізаторів як каналів зв’язку. З метою забезпечення ефективності навчання графіці запропоновано використання, разом із засобами відеоінформації (особливо на перших етапах навчання), демонстрацію моделей деталей та процес їх вимірювання. Це активізує зорово-вестибулярно-кінестетичні канали зв’язку.

У процесі експериментального дослідження встановлено, що майже 37% студентів не використовують надбані раніше конструкторські та технологічні знання в графічній діяльності. Враховуючи це і визначені дидактичні умови реалізації конструкторсько-технологічного підходу у навчанні кресленню, було розроблено й апробовано різнорівневу систему конструкторсько-технологічних задач та методику навчання їх вирішенню. Задачі з конструкторсько-технологічним змістом поділені на чотири рівня складності, розраховані на виявлення розуміння студентами певних графічних побудов, конструкцію та принцип дії різних технічних об’єктів і явищ, які відбуваються у процесі виготовлення деталей тощо. Вони містять технічну й конструкторську інформацію, яка розвиває творче, абстрактне та логічне мислення.

Як засвідчив експеримент, задачі першого і другого рівня складності варто використовувати при вивчені “Нарисної геометрії і креслення” студентами першого року навчання. Задачі третього рівня складності доцільно використовувати при вивченні “Інженерної і комп’ютерної графіки” з використанням програми “Компас-графік” студентами другого року навчання. Задачі четвертого рівня складності необхідно використовувати при розробці технологічних карт виготовлення деталей і виконанні курсового проекту з “Деталей машин” за допомогою комп’ютерних програм (у тому числі, розроблених нами) для студентів третього року навчання.

Встановлено, що рішення задач із конструкторсько-технологічним змістом є дієвим засобом у формуванні графічних знань і вмінь; вони сприяють комплексному засвоєнню знань, які отримали студенти у процесі вивчення предметів загально-інженерного та природничо-математичного циклів; розвивають творчий інтерес до техніки та її вдосконалення.

Одержані результати дослідження вказують на ефективність застосування різних засобів навчання, а саме: показ натуральних об’єктів або їх моделей; використання друкованого роздаткового дидактичного матеріалу; демонстраційний експеримент; використання відеоплакатів, відеофільмів; використання задач із конструкторсько-технологічним змістом різних рівнів складності, що включають в себе завдання, які виконуються за допомогою звичайного креслярського інструменту на папері; використання графічних задач, що передбачають роботу зі спеціальною комп’ютерною програмою “Компас-графік”; використання, розробленої нами, комп’ютерної програми до виконання розрахункової частини курсового проекту з “Деталей машин”.

При формуванні графічних знань із використанням конструкторсько-технологічного підходу в процесі вивчення креслення необхідно враховувати такі педагогічні вимоги:

1.  Основу змісту будь-якого програмного матеріалу з креслення повинні складати теоретичні знання, які відображають конструкторсько-технологічну специфіку об’єктів (деталей механізмів, пристроїв тощо), які вивчаються.

2.  Відібрані теоретичні конструкторсько-технологічні положення для вивчення креслення необхідно класифікувати на основні та додаткові, диференціювати їх за рівнем складності.

3.  Відібраний матеріал повинен будуватися на фундаменті міжпредметних зв’язків “Нарисної геометрії та креслення”, “Практикуму в навчальних майстернях”, “Деталей машин” та інших загально-інженерних дисциплін.

Беручи до уваги визначені нами показники сформованості знань і вмінь на основі конструкторсько-технологічного підходу, критерії готовності виконувати робочі та складальні креслення, було визначено рівні сформованості знань, умінь і навичок на основі конструкторсько-технологічного підходу в навчанні кресленню, які дозволили провести діагностування серед студентів й оцінювання результатів експериментального навчання.