Методологические аспекты развития научно – технического творчества учащихся

1.2 Методологические аспекты развития научно – технического творчества учащихся

Сложному механизму творческого мышления присущи интуиция и логика. Мышление начинается там, где есть проблемная ситуация, предполагающая поиск решения в условиях неопределенности, дефицита информации. Интуиция имеет материалистическое объяснение и представляет собой быстрое решение, полученное в результате длительного накопления знаний в определенной области. Интуиция приходит как вознаграждение за труд.

Специфичность акта творчества заключается во внезапном озарении, в осознании чего-то, всплывшего из глубин подсознания, в охвате элементов ситуации в тех связях и отношениях, которые гарантируют решение задач. Поиск решения творческой задачи чаще всего продолжается в подсознании, причем сам процесс обработки информации при этом не осознается (в осознании отражается лишь результат решения).

Одной из проблем творчества является его мотивационная структура. Мотивации (побуждения) связаны с потребностями человека (рис. 1).

Рис. 1

Наиболее важным для творчества видом мышления является воображение. Творческому воображению, фантазии принадлежит решающая роль в создании нового и развитии общества. Эта способность должна постоянно развиваться, стимулироваться и тренироваться (рис. 2).

Рис. 2

Активизация творческого мышления предполагает знание факторов, отрицательно влияющих на него (рис. 3).

Рис. 3

Противоположностью творческого воображения является психологическая инерция мышления, связанная со стремлением действовать в соответствии с прошлым опытом и знаниями, с использованием стандартных методов и т.п. Процесс технического творчества учащихся можно представить как решение специально подобранной системы учебных и производственных технических задач. В связи с этим задания следует формировать таким образом, чтобы исключить возможность психологической инерции и ее отрицательного влияния на творчество. Без упорства, настойчивости и целенаправленности творческие достижения немыслимы.

В техническом творчестве материалистическая диалектика и системный подход составляют единое направление в развитии современного научного познания. Элементы теории познания являются основными методологическими средствами технического творчества, к которым также относятся методы инженерного творчества (рис. 4).

Рис. 4

Принимая во внимание довольно большое разнообразие методов инженерного творчества и то, что их число продолжает расти, возникает вопрос: какому методу или каким методом рекомендуется в первую очередь обучать учащихся. Опытные педагоги и методисты считают, что целесообразно обучать какому-либо одному методу или нацеливать учащихся на освоение сразу всех имеющихся подходов и методов. Сначала учащиеся должны научиться свободно пользоваться небольшим набором из трех - пяти методов. Например, это могут быть широкоиспользуемые в творческой деятельности методы: (рис. 5).

Рис. 5

Дальнейшее повышение эффективности творческой деятельности ученика связано с приобретением собственного опыта и расширением набора используемых методов решения проблемных технических задач.

Методологические средства творческого поиска могут использоваться исследователем в разных сочетаниях и последовательностях, но общую схему решения технических задач.

Каждое новое техническое решение, рационализаторское предложение или изобретение - это ничем не восполнимые ступеньки духовного роста человека как личности, его самоутверждения в жизни. Научно-технический прогресс, экономическая мощь страны находятся в прямой Зависимости от творческого потенциала ее работников и в первую очередь от контингента творчески мыслящих и действующих учащихся, поэтому в настоящее время подготовка таких творческих личностей является важнейшей задачей ПТУЗ.

 

1.3 Стратегии и тактики творческой деятельности учащихся

Стратегия - это генеральная программа действий, главное направление поиска и разработки, подчиняющее себе все остальные действия. Как и в военном искусстве, стратегия включает подготовительные, планирующие и реализующие действия. Изучение условия задачи - это, собственно, и есть подготовительные действия; формирование проекта - планирующие действия, а его воплощение - реализующие.

По этим доминирующим направленностям, организующим деятельность по решению конкретной задачи, и судят о той или иной стратегии. При изучении творческой конструкторской деятельности выделяются пять основных стратегий, а именно:

I - поиска аналогов (стратегия аналогизирования);

II - комбинаторных действий (стратегия комбинирования);

III - реконструктивных действий (реконструирующая);

IV - универсальная;

V - случайных подстановок.

Кратко охарактеризуем каждую из этих стратегий.

Стратегия поиска аналогов связана с использованием ранее известной конструкции или ее части, отдельной функции при создании нового устройства. Например, создается новая модель автомобиля на основании модели другого автомобиля. Точно так же учащийся может применить известный ему механизм передачи вращательного движения, который использовался в токарном станке, в совершенно другой конструкции - при разработке модели автомобиля, самолета и т.п. Следует иметь в виду, что поскольку речь идет о творческой деятельности, то отпадает вопрос о полном копировании уже созданного. Вновь создаваемое обязательно должно содержать что-то новое или же должно быть использовано в новых условиях.

Стратегия поиска аналогов подразумевает широкий диапазон изменений, начиная от второстепенных и кончая весьма существенными. Нужно помнить, например, о том, что создание новой конструкции может быть связано с такими аналогами, которые существуют в природе. Так в свое время возникла бионика, основанная на принципах строения и функционирования живых существ. Конечно, искусственно создаваемые конструкции могут сильно отличаться от своих живых аналогов: при всем сходстве, подводной лодки с рыбой первая имеет весьма специфическую внутреннюю структуру. Точно так же можно сопоставлять птиц и самолеты и т.д.

Стратегия комбинаторных действий подразумевает сочетательное использование самых разнообразных механизмов и их функций для построения новой конструкции. В повседневном конструировании мы имеем дело с этой стратегией на каждом шагу. Комбинаторика связана с самыми различными перестановками, уменьшением и увеличением размеров, изменением расположения деталей в уже существующей конструкции. Например, замена одной детали в радиоприборе может повлечь за собой значительные изменения всех его основных показателей.

Стратегия реконструирования связана с перестройкой, причем, так сказать, антагонистического характера - это переконструирование, или, еще точнее, конструирование наоборот. Если, например, в конструкции выполнялось вращательное движение, то при реализации реконструирующей стратегии может быть изменено направление вращения или даже тип передачи (используется возвратно-поступательное движение). Прямоугольная деталь может быть заменена круглой и т.п. Можно считать, что реконструирование - самый творческий подход, он связан с поиском действительно нового, отличного от того, что применялось раньше. Разумеется, диапазон творчества и здесь будет различным; в устройстве может меняться лишь одна деталь, а может целиком перестраиваться вся его конструкция.

Как это и следует из ее названия, универсальная стратегия связана с относительно равномерным использованием аналогизирования, комбинирования и в какой-то мере реконструирования. Имеется в виду вариант, когда сочетание действий таково, что трудно выделить преобладание какого-либо из них. (Ведь так и определяются другие стратегии: если главным является действия, связанные с поиском аналогов, то это будет стратегия поиска аналогов и т.д.)

Бывают случаи, когда вообще трудно выяснить характер действий субъекта, когда нет доминирующей тенденции и поиск ведется как бы вслепую, без плана, или же, по крайней мере, ни сам субъект, ни посторонний наблюдатель не может такие логические связи установить. Кажется, что поиск ведется по каким-то случайным ориентирам. Насколько он случаен на самом деле судить трудно. Тем не менее, назовём стратегию такого рода стратегией случайных подстановок.

Каждая из названных стратегий направлена на структурно-функциональные преобразования – построение структур с определенными функциями, что является сущностью конструирования. Все стратегии имеют свои подвиды, включают различные тактики как более мелкие составляющие. Так, стратегии могут быть направлены на поиск нужной структуры (например, стратегия поиска структуры – аналога) если известка функция конструкции, или наоборот на поиск функции (стратегия поиска аналогичной функции), если задана структура. Каждая стратегия может реализовываться в форме синтеза или анализа: нахождения общего принципа, а затем детализация или наоборот – детальная разработка, а потом интеграция блоков и узлов.

Реализуются стратегии при помощи конкретных действий, сочетание которых составляет определённую мыслительную тактику. Можно выделить ряд таких тактик, которые характеризуют деятельность инженеров – конструкторов. Остановимся на краткой характеристике каждой из них, имея в виду, что учащиеся реализуют лишь некоторые тактики, так сказать, в стихийных вариантах.

Тактика интерполяции, предусматривает включение в устройство какой либо новой части, которая будет соответствовать искомой функции. Простейший пример: в редуктор устанавливается зубчатое зацепление, взятое из другого механизма. При этом имеется в виду, что новый элемент, блок подставляется именно внутрь механизма.

Соответственно тактика экстраполяции связана с внешним добавлением того или иного элемента к механизму, буквально - с наружной достройкой. Скажем, в том же редукторе к имеющемуся на выходе валу добавляется муфта, или зубчатое зацепление.

Две другие тактики также основываются на противоположных действиях: тактика редукции направлена на уменьшение размеров, скоростей и т.п., а тактика гиперболизации, наоборот, предполагает увеличение размеров, форм, скоростей, других параметров.

Тактика дублирования связана с точным использованием в новом механизме какой-то детали, узла или функции. Например, в новой модели автомобиля полностью используется мотор или кузов, взятый из другого автомобиля (не обязательно именно автомобиля).

Тактика размножения реализуется, когда в новом устройстве используется не одна, а две и более одинаковых детали или когда одну и ту же функцию выполняют несколько элементов, узлов. Например, модель самолета включает не один мотор, а два или четыре.

В какой-то мере связаны между собой тактики замены и модернизации, но, как это и вытекает из их названий, первая направлена на полную замену в механизме определенной детали или узла, а вторая - на приспособление механизма к новым условиям.

Родственны также следующие три тактики: конвергенции, деформации (трансформации) и интеграции. Первая связана с преобразованиями, которые основываются на сочетании в какой-то части двух противоположных особенностей (или структур), например, когда в устройстве используется возвратно-поступательное движение в сочетании с колебательным или когда деталь располагается вертикально и горизонтально (поочередно) и т.п. Деформация и трансформация предполагают, что то или иное устройство подвергается определенным изменениям, которые, однако, не влияют на сущность структуры или функции (например, меняется форма детали, но не принцип ее использования). Тактика интеграции блоков или деталей означает, что производится построение из уже известных частей какого-то нового устройства, причем используется несколько таких частей.

Тактика базовой детали подразумевает использование какой-то одной части механизма, которая служит основой для последующего построения всех остальных частей. Эта деталь выделяется как главная или по своим объективным функциональным признакам, или же по каким-то другим характеристикам, указанным в условии задания.

Автономизация, в отличие от тактики базовой детали, связана с выделением в целом механизме какой-то отдельной части и последующей перестройкой других частей. Например, в модели авиалайнера за основу берется кабина пилотов; первоначально изменения производятся в ней, а затем уже в других частях.

Тактика последовательного подчинения означает действия по цепи в определенной последовательности, когда поочередно строятся (или перестраиваются) все части механизма без пропусков, т.е. в строгом порядке в соответствии с «географией» каждой детали или каждого узла.

Тактика смещения, или перестановки, направлена на изменение расположения какой-либо детали в пределах одного и того же механизма. Скажем, мотор в автомобиле может быть перенесен из передней части в кузов; какая-либо рукоятка на панели управления перемещается по вертикали или горизонтали и т.п.

Тактика дифференциации направлена на специальное разделение структур и функций в устройствах. Например, если какой-то блок одновременно выполняет ряд движений, то его можно разделить на самостоятельные блоки, каждый из которых будет выполнять только одно движение.

Одни тактики состоят из нескольких простых операций, другие из большей или меньшей системы операций и различных действий. Часто реализация какой-либо тактики требует дополнительного или промежуточного применения другой. Тактики встречаются и в самом разнообразном сочетании. Но все они подчинены стратегическим тенденциям по нахождению аналогов конструкции, по комбинированию узлов и блоков, по реконструированию структур и функции в различных сочетаниях.

Перечисленные тактики группируются, в большей или меньшей степени относясь к определенным, стратегиям. Например, тактики интерполяции, экстраполяции, замены, интеграции, комплексирования блоков, смещения типичны для стратегии, комбинирования; тактики редукции, гиперболизации, дублирования, замены встречаются при реализации стратегии реконструирования; Тактики размножения, автономизации, последовательного подчинения, интеграции, дифференциации относительно равномерно применяются в различных стратегиях

Можно сказать, что стратегии во многом личностны они зависят от устойчивых тенденции в умственных действиях человека, а тактики более ситуативны.

Тактики – частные приёмы конструирования; одни и те
же тактики употребляют разные конструкторы в самых разнообразных ситуациях. Определенные же стратегии больше свойственны конкретным конструкторам, больше соотносятся со способностями, направленностью личности в той или иной деятельности.

После рассмотрения стратегий и тактик конструкторско-проектировочной деятельности можно перейти к рассмотрению методов развития технического мышления у учащихся.