Формування технічних понять

2.2 ПЕДАГОГІЧНІ ОСОБЛИВОСТІ ФОРМУВАННЯ ТЕХНІЧНИХ ЗНАНЬ НА УРОКАХ ТЕХНОЛОГІЇ

Як відомо, навчання складається з двох взаємопов'язаних процесів: навчання (діяльності учнів) та викладання (діяльності вчителя). При цьому діяльність учнів і діяльність учителя тісно взаємопов'язані між собою, так як на уроці процеси навчання і викладання нероздільні. Однак способи діяльності вчителя є визначальними, бо від них залежить вся організація навчально-виховного процесу і управління цим процесом.
Вчення і викладання завжди цілеспрямовані. Способи роботи вчителів і керованих ними учнів спрямовані насамперед на те, щоб учні засвоїли необхідні знання, придбали необхідні навички та вміння. Отже, застосовуючи різні форми і методи навчання, вчителі повинні чітко уявляти собі, які загальні та конкретні цілі потрібно досягти на даному уроці або в результаті вивчення окремої теми предмета "Технологія".
Перед кожним уроком зазвичай доводиться ставити конкретні цілі, наприклад: домогтися засвоєння певного технічного поняття; навчити застосовувати раніше отримані знання при виконанні розрахунків режимів різання; познайомити з останніми науково-технічними досягненнями в області механічної обробки матеріалів і т.п. В залежності від поставлених загальних і конкретних цілей, учитель вибирає відповідні форми і методи проведення занять, створює необхідні умови (забезпечує наочними посібниками, матеріалами, інструментами тощо), продумує способи управління самостійними роботами учнів.
У педагогічній літературі представлено декілька відрізняються один від одного варіантів класифікації. Ми коротко зупинимося на класифікації етапів і рівнів засвоєння технічних знань, запропонованих доктором педагогічних наук І.Я. Лернером.
Відповідно до його концепції, можна виділити три етапи процесу засвоєння знань і відповідно три його рівня. Па першому етапі учні повинні усвідомлено сприйняти досліджувану інформацію і запам'ятати її. В даному випадку рівень засвоєння знань характеризується готовністю учня впізнати вивчений об'єкт і відтворити інформацію про нього. Наприклад, учитель може показати учням VII класу електромагніт і пояснити його пристрій і принцип дії, а потім запропонувати їм з ряду різних об'єктів (трансформатори, електричні двигуни, електричний дзвінок і т.п.) вичленувати електромагніт, як складову частину цих об'єктів. Після цього вчитель просить учнів розповісти про принцип пристрою і дії електромагніту.
На другому етапі учні повинні освоїти способи застосування знань за зразком або по варіаціям цього зразка в знайомих ситуаціях. Наприклад, продовжуючи вивчення з учнями електромагніту, учитель може запропонувати учні виконати наступні вправи: розглянути пристрій електромагнітного реле і знайти в ньому електромагніт, розглянути пристрій вимірювального приладу електромагнітної системи і знайти в ньому електромагніт. При виконанні першого завдання учні будуть діяти, застосовуючи знання про електромагніт точно за зразком, так як в електромагнітному реле зазвичай використовується електромагніт, по типу аналогічний тому, який вже вивчили школярі. При виконанні другого завдання ситуація дещо змінюється, так як в вимірювальному приладі електромагнітної системи добре помітна важлива частина електромагніта - обмотка, через яку проходить електричний струм, тоді як сердечник має форму, відмінну від звичайного найпростішого електромагніту. У цьому випадку учні будуть діяти, використовуючи знання про електромагніт не просто за зразком, а по одному з його варіантів. На даному етапі рівень засвоєння знання буде більш високим, ніж у першому варіанті.
Вищий рівень засвоєння знань досягається на третьому етапі вивчення об'єкта і характеризується готовністю учня творчо застосувати засвоєні ним знання у новій, незнайомій ситуації. Наприклад, на цьому етапі вивчення електромагніту вчитель може дати учням завдання: "Які зміни треба внести в даний електромагніт, щоб він став притягати сталеві предмети з більшою силою?" Ясно, що при виконанні цього завдання учні повинні будуть творчо застосовувати отримані знання про електромагніт.
Враховуючи, що на вивчення теоретичних питань на заняттях але трудового навчання відводиться порівняно мало часу, деякі вчителі обмежують пізнавальну діяльність учнів першим або другим рівнями засвоєння знань.Такий підхід не можна визнати оптимальним.
Переважно практичний характер змісту трудового навчання зовсім не означає, що увага до формування у школярів теоретичних знань має бути ослаблене. Мова повинна йти про інше: як за невеликий час сформувати в учнів повноцінні і міцні знання з техніки, технології, організації та економіки виробництва. Завдання полягає в тому, щоб учні досягли такого рівня засвоєння знань, при якому вони могли б застосувати їх творчо при виконанні практичних робіт. Тільки в цьому випадку трудове навчання дійсно буде служити розвитку учнів, пробуджувати у них творчу думку в процесі застосування знань. Економію ж навчального часу можна і потрібно досягати при вмілому застосуванні учителем між предметних зв'язків. Тоді, спираючись на знання, отримані учнями з основ наук, наприклад фізики, можна відразу перейти до другого і навіть третього етапу засвоєння знань з техніки і технології.
Ось чому вчитель повинен ретельно аналізувати вимоги навчальної програми і на цій основі відбирати для засвоєння учнями необхідні і достатні знання. При цьому треба враховувати, що знання бувають різних видів: знання термінів і понять, фактів, законів, теорії, методологічні знання, оцінні знання. Всі ці види знань у певному співвідношенні відображені в навчальних програмах з трудового навчання. Особливо велике місце в трудовому навчанні посідають терміни і поняття, факти, а також оціночні знання.
Терміни і поняття складають власне ту основу, з допомогою якої засвоюються інші знання. Користуючись навчальною програмою і навчальним посібником, можна чітко встановити перелік та обсяг термінів і понять, що підлягають засвоєнню школярами в даному класі при вивченні даного виду праці, а значить, успішніше спланувати навчальний процес, розрахувати кількість вправ і інших самостійних робіт учнів, необхідних для реалізації цієї навчальної мети.
Без знання фактів неможливо засвоїти ніякі інші знання. У трудовому навчанні в якості досліджуваних фактів найчастіше виступають конкретні приклади, що відображають досліджувану дійсність-об'єкти техніки, технологічні процеси, техніко-технологічна документація тощо Певною мірою перелік і обсяг фактів встановлено навчальною програмою. Проте в кінцевому підсумку лише вчитель, виходячи з конкретних умов проведення занять з учнями, може визначити необхідну і достатню кількість фактів. На жаль, буває так, що вчителю хочеться побільше розповісти учням і він наводить на уроці зайві факти, а це, природно, перевантажує учнів і призводить до невиправданих витрат навчального часу. Наприклад, даючи поняття про деталі та їх з'єднаннях в V класі, не потреби наводити приклади безлічі різних деталей і способів їх сполук; достатньо обмежитися двома-трьома конкретними фактами, абсолютно необхідними для того, щоб учні усвідомили головне. Надалі ж школярі неодноразово матимуть можливість розширити свої уявлення про різні деталі і їх з'єднаннях.
Закони та теорії вивчаються школярами з основ наук і займають незначне місце в програмах трудового навчання Тому на уроках праці учитель організовує роботу головним чином з повторення і застосування відомих учням законів і теорій. Лише в окремих випадках, наприклад при вивченні елементів машинознавства та електротехніки в V - VIII класах або окремих тем з електротехніки, радіоелектроніки та іншим профілям поглибленої трудової підготовки в старших класах, учитель роз'яснює нові для учнів закони і теорії.
У процесі трудового навчання школярі здобувають і деякі методологічні знання: на прикладах вивчення різних способів трудової діяльності та ознайомлення з методами тієї науки, на якій переважно базується виробництво, що визначає профіль трудової підготовки, учні усвідомлюють ряд загальних методів пізнання, здійснення виробничих процесів, трудової діяльності людей .
Велика увага в процесі трудового навчання приділяється формуванню в учнів оціночних знань, які дозволяють виробити певне ставлення до досліджуваної техніці, технології, трудовим процесам, до людей праці. Даний вид знань має важливе значення для органічні сполуки процесів трудового навчання і виховання.
Відомо, що поняття "якість навчання" характеризується з різних сторін - якість знань, якість умінні і навиків, якість виховання в процесі навчання та ін Учитель праці повинен постійно замислюватися над тим, як краще застосувати в сукупності різні форми і методи, щоб підвищити якістьтрудового навчання і виховання учнів.
Як приклад можна привести частина методики навчання технології обробки металів учнів VI класу за темою "Взаємозамінність, стандартизація і технічні вимірювання".
Одним з професійних якостей багатьох фахівців сучасного виробництва є вміння оцінити відповідність розмірів виготовленого виробу вимогам креслення. Готуючи школярів до майбутнього самостійного життя, необхідно віддавати собі звіт в тому, що такі вміння та навички закладаються в фундамент загальнотехнічних знань фахівця будь-якого профілю як обов'язкові. Одним з умов, без яких сучасна техніка не змогла б досягти висот якості, а сучасна технологія не вийшла б на рубежі науково-технічного прогресу, є стандартизація. Ми звикли до вираження'' IBM-сумісні комп'ютери ", до того, що німецька лампочка відразу укручується у вітчизняний патрон, а батарейки, зроблені в Японії, відмінно узгоджуються з російськими виробами. Інакше і не мислиться. Однак це видиме згоду, звичне школярам здитинства, над яким вони не замислюються ("Так і повинно бути"), - насправді результат вікового прогресу загальнотехнічної дисципліни, що вивчається у вузах, технікумах і ПТУ під назвою "Взаємозамінність, стандартизація і технічні вимірювання". У шкільній програмі такої дисципліни не зустрінеш, а потрібна вона усім. Тому єдиним "монополістом" по формуванню знань з допускам і технічним вимірам в школі є викладач технології. Це накладає на його діяльність особливу відповідальність. Отже, від знань методики викладу основних положень цієї непростої дисципліни, від особистого проникнення вчителя в прийоми вимірювань і оволодіння вимірником, нарешті, від уміння узгодити допуски і техізмеренія з роботою над виготовленням конкретного виробу залежить успіх (чи неуспіх) підготовки учнів. Якщо бути гранично відвертими, не підготовлений в цьому плані в школі людина зможе освоїти ці знання, будучи дорослим . Здавалося б, упущення школи виправити. Але це в масштабах країни обертається втратами від усвідомлення людьми свого непрофесіоналізму, необхідності переучуватися, а як результат - упущеннями в економіці.
Вивчення питань стандартизації, допусків і технічних вимірювань неможливо без загальноприйнятих технічних понять і визначень, які в такий (ГОСТірованной, специфічної) формі для дітей майже недоступні. Тому кожен, здавалося б, зрозумілий професіоналу, момент формулювань треба пояснювати. На жаль, у методичній літературі немає в повній мірі достатньо розроблених рекомендацій, що дозволяють реалізувати діяльнісно-параметричний принцип з використанням знань з допускам і технічним вимірам. Покажемо, як можна формувати уявлення у школярів, використовуючи запропоновані навчально-дидактичні матеріали.
На стенді з серії "Азбука вимірювань" дається спрощена (порівняно з ГОСТовского) формулювання поняття "номінальний розмір", "Основний розрахунковий розмір, від якого виробляють відлік відхилень, називається номінальним розміром". Перед класом ставлять питання "Чому основний?".Відповідь знаходиться в основному для виконавця документі-кресленні.Ніхто не має права оскаржувати якість деталі, якщо всі розміри відповідних!креслярським Виконавець в цьому випадку завжди прав. Тому - "основний розмір" Друге питання "Чому розрахунковий?". Тут знань учнів молодших класів може виявитися недостатньо, тому вчитель пояснює на простому, зрозумілому прикладі процес отримання конструкторської розміру "Припустимо, ми хотіли б зробити візок на двох колесах для перевезення картоплі. Конструкція дуже проста - гладкий вал з двома шийками на кінцях, щоб встановити підшипники, і з різьбленням для кріплення коліс Ти, Петя (вказує на учня невеликого росту), занурив би два мішки по 50 кг, але Вася (вищий школяр) здатний покотити і три. Крім того, дорога з городу нерівна, вся в купині , цю перевантаження теж треба врахувати. Учені вже давно вивчили міцність різних матеріалів, є навіть ціла наука "Опір матеріалів". Тому конструктор, знайомий з нею, робить такий розрахунок вантаж - 150 кг, коефіцієнт запасу міцності (враховуються перевантаження при русі) - 1 , 5, матеріал осі - сталь 45. Визначаємо діаметр шийки під підшипник. За розрахунками виходить 19,2 мм. Але все підшипники, які випускаються підшипниковими заводами, стандартизовані, тобто їх внутрішні кільця певних діаметрів. Найближчі по довіднику значення - діаметрів - 18 і 20 мм. Послаблювати (зменшуючи діаметр) не можна, вибираємо значення 20 мм. На кресленні з'являється розрахунковий розмір шийки під підшипник, який ми будемо називати номінальним. Це слово для вас не нове ви, напевно, чули вислів "грошова банкнота номіналом 5000 рублів" . Видається, що при такому підході до пояснення, що враховує віковий фактор і рівень розвитку, можна сформувати осмислене розуміння загальнотехнічного визначення, терміна. Покажемо ще одне методичне вирішення питань формування понять по допусках на уроках технології. Справа в тому, що всі наведені в літературі ( а вони, відповідно, взяті з ГОСТу) формулювання складні для сприйняття дітьми Цитую "Допуск розміру може бути визначений через граничні відхилення, як алгебраїчна різниця між верхнім і нижнім відхиленнями". На розроблених навчально-дидактичних посібниках (стендах) дані два трактування цього визначення.
Під знаком "Т (термін) - спрощена, але прийнята в літературі. Зате в алгоритмі дій наводяться два правила, які в літературі не зустрічаються. Завершує пояснення фраза, яку спочатку потрібно просто запам'ятати" Допуск знака не має ". Надалі її неможливо забути або щось переплутати.
Термінологія, пов'язана з поняттями "вал" і "отвір", повинна в поданні учнів асоціюватися з визначеннями "охоплюваного" і "охоплює" розмірів. Щоб школярі не плутали ці визначення, не обходимо закріплювати їх розуміння, включаючи зорове сприйняття. Такими відносно простими прийомами вдається сформувати осмислене розуміння складних технічних понять у учнів.
Дітям знайомство з міжнародними стандартами (прийнятими всіма розвиненими країнами за рекомендацією ІСО - міжнародної організації по стандартах) не обходимо. Ми пропонуємо наступну послідовність ознайомлення школярів з матеріалом по допусках і посадках (після описаного вище).
Пояснюється визначення "посадка". Потім на по міць закликають побутової досвід школярів. Якщо по зазору і відповідно вільному переміщенню деталей відносно один одного недоліку в прикладах немає, то для пояснення натягу потрібна допомога вчителя. Підшипник, насаджений на роликові каталки, на вісь велосипеда і т.п., відомий, мабуть, кожному хлопчику, а ось мимо інших прикладів вони через незнання проходять. Можна звернути їхню увагу на реборди трамвайних і залізничних коліс. Адже там на холодну колісну пару надягають сталевий бандаж, розігрітий струмами високої частоти. Після охолодження зняти (при зносі) його можуть тільки в депо, на колесо-токарних верстатах Такий розповідь про звичні речі, на які кинуто погляд під незвичайним ракурсом викликає незмінний інтерес хлопців. Далі потрібно пояснити учням, що в усьому світі посадки на кресленнях позначають буквами латинського алфавіту. Наводиться таблиця (обов'язково з написанням вимови, так як багато букви школярам незнайомі) Це має, крім іншого, перспективне значення, так як латинське накреслення буде!зустрічатися на терміналах ЕОМ, пультах верстатів з ЧПУ та ін

Після знайомства з визначенням посадки доцільно перейти до ознайомлення учнів з поняттям "квалітет" і його числом, прийнятому в машинобудуванні для найпоширенішою градації розмірів - від 1 до 500 • мм. Квалітети пишуть на дошці в рядок:

012345 67891011 121314151617
для особливо точних, відповідальних деталей для точних, відповідальних деталей для невідповідальних (вільних) розмірів

Їх 19. Потрібно обов'язково звернути увагу учнів на квалітети 01 і 0, пояснивши, що вони також входять до цього числа. Потім на дошці, в динаміці, виділяють застосовність квалітетів, як це показано вище.Вважаємо, що приклади деталей або виробів для кожної з трьох (умовно виділених груп) у вчителя знайдуться. Учнів знайомлять з позначеннями посадок на кресленні. Тепер методично виправдане пояснити, як легко, навіть не маючи креслення, за міжнародними позначенням посадок визначити, на валу або на отворі вона проставлена.
Як показує практика, діти буквально "з льоту" всі розуміють і, таким чином, підведені до наступного етапу - роботі з довідковими таблицями.
Показавши лише один аспект методики ознайомлення учнів з міжнародними стандартами, ще раз підкреслюємо, що в курсі допусків і технічних вимірювань застосовуються поняття та визначення, вимірювальні інструменти і т.п. за своєю суттю та змістом однакові для вузу, технікуму, ПТУ та школи. В цьому криється головне утруднення для вчителя технології матеріал складний, а викладати його треба дітям зрозуміло і дохідливо.
Ось ще один приклад:
Учитель каже "У техніці абсолютно рівноправно використовуються дві системи - система валу і система отвори. Але одна з них все ж застосовується набагато частіше Давайте визначимо, яка і чому. Познайомимося спочатку з визначеннями
Система отвори - спосіб утворення посадок при з'єднанні валу з отвором за рахунок зміни розмірів валу. Діаметр отвору при цьому залишається незмінним.
Простіше кажучи, - продовжує вчитель, - є підшипник, у внутрішнього кільця якого строго певний і дуже точний розмір. Потрібно виготовити шість валиків з різним ступенем натягу після складання. Які для цього можуть знадобитися ріжучі та вимірювальні інструменти ".
Навіть якщо хтось із учнів відразу не відповість, шляхом колективних зусиль виробляється правильну відповідь прохідний упорний різець і гладкий мікрометр з межею вимірювань від 0 до 25 мм.
Тепер учні знайомляться з другим визначенням.
"Система валу - спосіб утворення посадок при з'єднанні валу з отвором, коли діаметр вала не змінюється. В залежності від бажаного типу посадки різними виконуються отвори.
Беремо аналогічну ситуацію є електродвигун з постійним (вже виточеним і відшліфованим до збірки двигуна) діаметром ротора На нього потрібно надіти втулки з таким же перепадом діаметрів (показується фрагмент на стенді) Для їх виготовлення знадобиться кілька інструментів, у тому числі два-три свердла, щоб отримати отвори з певним припуском, шість розгорток, точно забезпечують необхідні розміри (серед них є такі, які серійно не випускаються, і їх треба буде спеціально виготовляти), шість гладких калібр пробок, щоб перевірити розміри отриманих отворів (на кожен розмір - свій комплект з прохідних ПР і непрохідних пробок).
А тепер, хлопці, порівняйте два способи з'єднання валів і отворів і скажіть, як дешевше досягти бажаного типу посадки ".
Видається, що відповідь буде і осмисленим, і правильним. Як бачимо, упор в цих методичних прийомах робиться на кілька моментів побутової досвід учнів, включення доказового міркування про самоочевидною, осмислене сприйняття матеріалу з переносом знань в конкретну ситуацію.
Це дозволяє на заняттях з технології пов'язувати питання по допусках і посадках в єдине інтегроване уявлення про взаємозв'язок технічних понять.