Решение технических задач как основа развития творческих способностей обучающихся на занятиях радиотехническим конструированием

Решение технических задач как основа развития творческих

способностей обучающихся на занятиях радиотехническим конструированием

Актуальность проблемы

Развитие технического творчества обучающихся рассматривается как одно из приоритетных направлений в педагогике, что обусловлено современными тенденциями социально-экономического развития нашей страны, повышением роли человеческого фактора во всех сферах деятельности.

Повышение требований к научной и практической подготовке современного человека влечёт за собой возрастание роли педагогов и их ответственности за подготовку школьников. Деятельность в условиях современного производства требует от квалифицированного рабочего, инженера и техника применения самого широкого спектра человеческих способностей, развития неповторимых индивидуальных физических и интеллектуальных качеств. С учётом этого на одно из первых мест в образовании выходит задача подготовки молодёжи к творческому труду, развитию креативных способностей. Именно поэтому техническое творчество приобретает особую значимость. Одним из важнейших этапов приобщения школьников к творческому труду является овладение знаниями в области изобретательства и рационализации.

Наиболее популярным видом научно — технического творчества является радиотехническое конструирование. Радиолюбительство помогает обучающимся закреплять на практике знания основ наук, получаемых в школе, расширяет общетехнический кругозор. Через радиолюбительство учащиеся делают первые шаги к познанию основ множества специальностей, связанных с радиотехникой, электроникой и электротехникой.

Цель исследования:

выявить влияние радиотехнического конструирования на развитие творческих способностей обучающихся.

Гипотеза исследования

Если на занятиях радиотехническим конструированием использовать технические задачи, то это повлияет на развитие творческих способностей обучающихся.

В соответствии с целью и гипотезой были намечены следующие задачи:

1. На основе изучения и анализа научной литературы выявить особенности развития творческих способностей обучающихся посредством решения технических задач на занятиях радиотехническим конструированием.

2. Применять на занятиях радиотехническим конструированием творческие технические задачи.

3. Проанализировать результаты работы по использованию технических задач на занятиях радиотехническим конструированием, их влияние на развитие творческих способностей обучающихся.

Описание опыта работы

Ни для кого не секрет, что не все учащиеся по тем или иным причинам могут освоить теоретический курс школьных предметов. Хотя среди такой категории учащихся есть большой процент учеников, которые могут освоить предметы с практической стороны и впоследствии осознанно выбрать ту или иную профессию.

Техническое творчество предоставляет возможность всем школьникам независимо от того, насколько они успешны в сфере академического образования, проявить себя, раскрыть в полной мере свои способности, склонности.

Однако далеко не всегда в детское объединение приходят ребята с устойчивым интересом к изучению радиотехники, радиоэлектроники. Многим детям, увидевшим впервые большое разнообразие измерительных приборов, электронных плат и схем, различной аппаратуры, кажется, что здесь интереснее, чем в других детских объединениях технической направленности. А кто-то приходит с единственной, чисто потребительской целью — сделать для себя радиоприемник, отремонтировать какой - либо прибор, хотя у самого интереса к занятиям радиотехникой нет. Учитывая все это, возникает необходимость так строить занятия, чтобы сформировалась положительная мотивация у всех учащихся к занятиям радиотехническим конструированием.

В целях создания устойчивого интереса к занятиям радиотехническим конструированием, развития творческих способностей путем решения технических задач разработана адаптированная программа по радиоэлектронике.

Реализация программы призвана научить школьников самостоятельному конструированию сравнительно несложной электронной аппаратуры,

измерительных приборов; развить их творческую активность, самостоятельность, привить навыки выполнения монтажных, сборочных и наладочных работ. Программа рассчитана на два года обучения и предполагает постепенное углубление и расширение знаний учащихся. Освоение разделов программы происходит последовательно, основываясь на принципе «от простого, к сложному». Можно выделить три основных этапа обучения:

Первый — усвоение начальных знаний по радиоэлектронике, овладение приемами работы с инструментами (паяльником, отверткой, пассатижами и т.д.) и сверлильным станком.

Второй расширение спектра возможностей учащихся, овладение навыками работы с измерительными приборами (вольтметры, амперметры и т.д.)

Третий — свободное владение техническими навыками по монтажу, сборке и разборке различных схем и приборов, разработка самостоятельных творческих проектов.

Обучаться по данной программе могут школьники от 11 до 17 лет. Наиболее одаренные дети участвуют в конкурсах городского и областного уровней, которые проходят в форме экзамена по теории и практике предмета (например, областной конкурс юных радиолюбителей «Электрон»), участвуют в выставках по радиотехнике. Таким образом, решается проблема профессиональной ориентации учащихся, подготовка их к осознанному выбору будущей профессии.

Первый год обучения рассчитан на освоение простых, «стандартных» схем с использованием макетных плат. С помощью тестовых программ ведется обучение и контроль знаний по элементной базе радиотехники. Постепенно происходит усложнение создаваемых учащимися схем. Учащиеся осваивают

разработку и сборку печатных плат, качественную пайку радиоэлементов. После освоения основных разделов программы обучения учащиеся приступают к работе с индивидуальными проектами. Они самостоятельно выбирают ту или иную интересующую их тему в области радиотехники. Индивидуальный проект - это работа на конечный результат. Он может быть оформлен в виде оригинальной конструкции, модели прибора; в виде технической разработки, или в виде готового к применению электронного прибора.

Индивидуальный проект — показатель мастерства учащегося, демонстрирующий на практике его знания по теории предмета, уровень подготовки, творческие способности, оригинальное видение темы, дизайнерский талант (при оформлении проекта) и т. д.

Качественно выполненный индивидуальный проект может быть представлен на выставке технического творчества в учреждении, на выставках городского или областного уровней (например, Областной форум «Способная и талантливая молодежь — наше будущее», номинация «Юные Кулибины»).

Широкие возможности и условия для успешного развития творческих способностей в области радиотехники создает познавательно-творческое обучение, основано на системе творческих заданий (задач). Правильный выбор таких заданий, направленных на активизацию мыслительной деятельности обучающихся имеет важнейшее практическое значение.

К заданиям подобного характера можно отнести следующее (Г.И.Кругликов, В.Д. Симоненко «Основы технического творчества»):

1. Самостоятельный частичный и полный подбор радиоэлементов, необходимых для выполнения той или иной работы.

2. Определение перечня и потребностей в расходных материалах, необходимых для выполнения творческого задания.

З. Установление причин неисправности того или иного блока.

4. Нахождение ошибок в технической документации (в чертежах, схемах различных электронных устройств).

5. Установление теоретической сущности выполняемых работ по изготовлению конструкций.

6. Частичная или полная разработка производственных операций внесение рациональных изменений в принятый технологический процесс.

7. Внесение частичных конструктивных предложений по сборке той или иной электронной схемы.

8. Составление и обоснование проектов электронных устройств, не имеющих аналогов в научной литературе.

Разумеется, отдельные элементы творческих заданий будут находить полное или частичное свое проявление, большее или меньшее значение в зависимости от этапов обучения и возрастных данных учащихся; они должны решаться с учетом доступности и посильности, степени подготовленности обучающихся.

Таким образом, познавательно — творческое обучение предполагает не механическое подражание педагогу в выполнении тех или иных операций, процессов, а включение на различных этапах обучения эксперимента и поиска. Творческий процесс состоит не в изготовлении прибора, модели по заранее разработанной документации. Ведь педагог должен «учить думать»,

дать возможность размышлять, анализировать и обобщать понятия и явления. Это позволит развить личные способности, даст простор мыслям каждого ученика.

Активизация мыслительной деятельности обучающихся достигается путем разумного сочетания приобретения практических умений с решением технических задач, специально подобранных и сформулированных.

Характерным для технической задачи является то, что ее содержание базируется на техническом материале, ее требование связано с большой неопределенностью области поиска, решение в большинстве случаев многовариантное, а процесс решения носит творческий характер.

В большинстве технических задач заложено то или иное противоречие. Этим и объясняется их творческий характер. для большинства технических задач характерным является то, что заложенное в них противоречие в процессе решения задачи трансформируется — одно противоречие переходит в другое или порождает новое. Образовавшаяся система противоречий поддерживает мыслительную активность решающего задачу, направляет ее в нужное русло. В ходе поиска решения основного противоречия и возникающих в процессе решения задачи обучающийся оперирует имеющимися знаниями, приобретает новые, широко использует операции мышления (сравнение, противопоставление, анализ, синтез и др.), ассоциативные связи, возможности памяти, аналогии и другие приемы, позволяющие не только решить задачу, но и развивать интеллектуальную сферу ученика. Как видим, решение любой творческой технической задачи, по сути, для учащегося является изобретательской.

Активным методом поиска технических решений является Теория решения изобретательских задач, разработанная Г. С Альтшуллером. Изучение изобретательского творчества и личный опыт помогли Г.С. Альтшуллеру разработать основы методики изобретательства. В своей книге «Как

научиться изобретать» (Тамбов: Тамбовское книжное издательство, 1961) он пишет, что труд изобретателя проходит три последовательных этапа:

1. Выбор задачи и определение технического противоречия, которое мешает ее решению обычными, уже известными путями.

2. Устранение причины противоречия путем внесения изменений в одну из стадий процесса.

З. Приведение других стадий процесса в соответствии с изменой частью.

Здесь же формулируются основные стадии процесса изобретательского творчества: аналитическая, оперативная и синтетическая.

Аналитическая стадия изобретательского творчества - это цепь логических операций, в которых одно звено закономерно следует за другим. Она состоит из пяти этапов:

1. Поставить задачу.

2. Представить себе идеальный конечный результат.

З. Определить, что мешает достижению этого результата (т.е. найти противоречие).

4. Найти, почему мешает (найти причину противоречия).

5. определить, при каких условиях не будет мешать (т.е. найти условия, при которых противоречие снимается).

Когда мы говорим о развитии конструкторско-технических способностей учащихся, то, разумеется, имеем в виду не ту деятельность, которой характеризуется труд изобретателя или конструктора. Здесь, понятно, другие горизонты и возможности, которые определяются возрастными особенностями, наличием ограниченной суммы знаний и умений, небольшим жизненным и техническим опытом, а также интересами и устремлениями ребят. Однако закономерности, по которым развивается творческий процесс мышления в большом и малом деле, в принципе являются одними и теми же.

Проиллюстрируем на конкретном примере схему методики аналитической стадии изобретательского творчества.

Задача. При пайке радиоэлементов на печатных платах возникает неприятный эффект: после одной- двух перепаек электропроводная дорожка - тонкий слой меди — отрывается от основы, обычно изготавливаемой из пластика. После этого плату уже нельзя отремонтировать. Как быть?

Таблица

Оперативная стадия творческого процесса: устранение причины противоречия путем внесения изменения в объект. Она характеризуется поиском. И здесь Г.С.Альтшуллер также дает научно обоснованную систему осуществления этого поиска в общем виде для всех случаев.

Первый шаг. Проверка возможных изменений в самом объекте (в данной машине, данном технологическом процессе- изменение размеров, формы, материала, взаимного расположения частей и др.)

Второй шаг. Проверка возможности разделения объекта на независимые части (выделение «слабой» части, выделение «необходимой и достаточной» части, разделение объекта на одинаковые и разные части).

Третий шаг. Проверка возможных изменений во внешней для данного объекта среде (изменение параметров среды, замена среды и др.).

Четвертый шаг. Проверка возможных изменений в соседних (т.е работающих совместно с данным) объектах.

Пятый шаг. Исследование прообразов из других отраслей техники (поставить вопрос: как данное противоречие устраняется в других отраслях техники?).

Шестой шаг. Исследование прообразов в природе (поставить вопрос: как данное противоречие устраняется в природе?).

Седьи’iой шаг. Возвращение (в случае необходимости, т.е. непригодности всех рассмотренных приемов) к исходной задаче и расширение ее условий.

Пример

Таблица 2

Логические операции Ход размышления при решении задачи

Чтобы пайка была прочной, необходимо, не меняя конструкции, подумать какое вещество использовать в качестве припоя.

Изменения в самом объекте

Последняя, заключительная стадия творческого процесса — синтетическая

состоит в том, что подсказывает изобретателю, в частности, проверку использования его идеи усовершенствования в других устройствах, подобных тому, над которым он работал; проверку применимости найденного принципа изобретения к решению других технических задач. Третья стадия ведет изобретателя к специальным обобщениям и поиску новых объектов, куда могли бы быть перенесены его творческие находки. Ставить подобного уровня задачи перед учащимися неоправданно, непосильно для них. Поэтому в рамках радиотехнического конструирования можно использовать первые две стадии методики изобретательства.

Системное использование технических задач, решаемых с помощью технологии технического творчества - ТРИЗ, дает положительные результаты. Усвоение программного материала учащимися происходит без утомительной зубрежки, принуждения, легко и с удовольствием, ведь в отличие от взрослых ребятам не нужно ломать стереотипы мышления. Их воображение вблизи максимума и всячески стимулируется. Они быстро привыкают к понятиям и правилам.

Мониторинговые исследования позволяют определить уровень обученности, творческий потенциал учащихся. Обученность — это реально усвоенные умения и навыки. Чтобы определить с каким запасом знаний, умений, навыков, уровнем развития мышления пришли обучающиеся в начале учебного года, предлагаю выполнить тестовые и практические задания по электро и радиотехнике (знания назначения деталей, умение пользоваться паяльником и т. д.).

По результатам входного

определяю уровень

подготовленности учащихся, в

соответствии с данными

мониторинга простраиваю

дальнейший образовательньий

маршрут для каждого учащегося.

целью отслежквания

14 -

12 усвоения про материала

10-—-

П о Теоре знания i П вожу текущий и итоговый

б- —---- О Пра навыки

4 мониторинг (опрос, практические

2-- - --- --- --- -

- -задания,тестовыезадания,

12345

викторины, конкурсы). Результаты

учащиеся

текущего мониторинга

свидетельствуют о повышении уровня знаний, умений, навыков по предмету как в теоретическом, так и практическом плане.

Результаты итогового

мониторинга показывают, на сколько

с Теоретические знанияусвоен программный материал

с Практические навыки

(теоретические знания по предмету,конкретные умения, выполнениепрактической работы).

За два года работы по адаптированной мною программе постоянно совершенствовались методы и приемы работы, используемые на занятиях, в сторону увеличения доли самостоятельности, творческой направленности.

Таким образом, использование творческих технических задач на занятиях радиотехническим конструированием дает эффективные результаты. Учащиеся получают углубленные знания в области радиоэлектроники и радиотехники, осваивают чтение и составление различных схем, правила сборки, регулировки и настройки различных электронных устройств. Учащиеся по мере усвоения отдельных теоретических разделов выполняют практические работы, собирая различные электронные устройства, что особенно ценится в современном обществе. Приобретенный опыт поможет учащимся определиться с выбором профессии, обеспечит их социальную защищенность в будущем.

Адрес публикации: https://www.prodlenka.org/metodicheskie-razrabotki/39944-reshenie-tehnicheskih-zadach-kak-osnova-razvi