Методика учебного проектирования на уроках технологии.

Одна из стратегических задач развития системы школьного образования состоит в решении проблемы личностно-ориентированного обучения, которое в максимальной мере учитывало бы особенности и способности каждого ученика, создавало условия для раскрытия и развития его потенциальных возможностей.

Среди разнообразных подходов, направленных на реализацию поставленных целей, учебное проектирование (метод проектов) является одним из приоритетных способов, так как:

- процесс обучения строится на основе создания учеником собственных образовательных продуктов и овладении опытом продуктивной деятельности;

- появляется возможность осуществления различных форм и видов дифференциации в обучении в зависимости от индивидуальных особенностей учащихся;

- процесс обучения строится на основе обучения в сотрудничестве, позволяющей создать условия для активной совместной учебной деятельности всех участников образовательного процесса;

- учебное проектирование достаточно легко вписывается в сложившуюся в традиционной школе классно- урочную систему обучения.

Следует отметить, что процесс проектирования складывается из взаимосвязанных этапов и стадий, выработанных в результате длительного опыта и теоретических обоснований. Необходимо отметить, что процесс практического (производственного) проектирования и процесс учебного проектирования имеют ряд различий, связанных в первую очередь с целеполаганием. Если цель производственного проектирования заключается в создании проекта как результата деятельности, то учебное проектирование направлено в первую очередь на овладение учащимися способами и приемами самостоятельного достижения поставленной познавательной задачи, удовлетворение познавательных потребностей, самореализацию и развитие личностных качеств, при этом сама новизна открытий и продукта проектирования- субъективна. (Таблица 1).

Таблица 1

Алгоритм выполнения проекта

Этапы решения	Этапы выполнения проекта	Стадии выполнения проекта
познавательной задачи
1)Рассмотрение проблемы и	Предпроектное исследование	1) Определение целей и задач,
ее формулировка		исходя из поставленной проблемы.
2) Анализ задачной ситуации		2) Предпроектный анализ, исходя
		из заданных условий:
		* анализ функционирования
		* изучение конструкций,
		их технологической и материало-
		ведческой реализации,
		* эргономическое исследование,
		* анализ формально-эстетических
		решений,
		* анализ безопасности,
		* анализ экономического фактора.
3)Построение "субъективной"		3) Формулирование проектного
задачи		задания.
4) Выдвижение гипотез	Этап эскизного проектирования	1) Выдвижение первоначальной
		идеи.
		2) Эскизное представление.
		3) Оценка и экспертиза идей
		и выделение лучшей.
5) Выбор плана решения	Этап рабочего проектирования	1) Разработка лучшей идеи.
		2) Графическое или макетное
		представление идеи.
		3) Планирование предстоящей
		деятельности и технологическая
		разработка.
6) Реализация плана решения	Этап практической реализации	1) Организация технологического
		процесса.
		2) Выполнение технологических
		операций.
		3) Самоконтроль и корректирование
		хода технологического процесса.
		4) Испытание в реальной действительности
7) Оценка	Рефлексивно- аналитический	1) Самоанализ результата деят-ти
правильности действий и	этап	2) Экспертная оценка проекта.
результатов		3) Представление проекта.
		4) Потребительская оценка.
		5) Самооценка автора проекта.

Одним из важных отличий учебного проектирования является комплексный характер данного процесса, предполагающий одновременную разработку учащимися (группой учащихся) функциональных вопросов, решение конструкторских, формально-эстетических, эргономических, технологических, экономических, организационно- практических и других задач. Данный подход позволит добиться создания в ходе учебного проектирования объекта, обладающего свойствами целостности и гармоничности. Кроме того, включение в образовательной процесс разносторонней деятельности открывает объективные возможности для проявления индивидуальности учащихся, их способностей, склонностей и интересов.

Для выполнения общей комплексной задачи проектирования (проектного задания) необходимо решить ряд задач, взаимосвязанных и взаимообуславливаемых, но различающихся по своему содержанию и характеру деятельности.

Рассмотрев содержание процесса проектирования, мы посчитали возможным выделить следующие виды задач (в зависимости от превалирующей в ходе их решения деятельности):

- информационно- исследовательские задачи;

- конструкторские задачи;

- технико- технологические задачи.

Информационно-исследовательские задачи. Данные задачи имеют своей целью сбор необходимой информации о исследуемом объекте или явлении, ее дальнейший анализ и обобщение. Вместе с тем, данные задачи направлены на развитие мышления учащихся и формирование приемов и способов мыслительной деятельности.

Структура данной задачи строится, исходя из следующих этапов:

1. Определение предмета информационного поиска, исходящее из общей задачи проектирования.

2. Выделение его основных качеств и признаков.

3. Определение критериев для сравнительного анализа.

4. Сбор и осмысление полученной информации.

5. Сравнительный анализ полученной информации.

6. Обобщение.

Первые три этапа связаны с определением и конкретизацией предмета исследования, выделением его основных качеств, признаков и свойств, а также определением критериев для дальнейшего сравнения и обобщения, исходя из направлений предпроектного анализа: анализа функционирования; изучения конструкций и их технологической реализации; эргономического исследования; анализа формально- эстетических решений; анализа экономического фактора и т.д.

Необходимо так же отметить, что данные этапы решения информационно- исследовательской задачи связаны с развитием логического мышления учащихся и формированием умений осуществления поэлементного анализа и выделения главного. Результатом данного процесса является определение критериев для дальнейшего сравнительного анализа. Следует отметить необходимость постепенного увеличения количества выделяемых критериев в зависимости от возраста и индивидуальных особенностей учащихся, а так же необходимость поэтапного и поэлементного формирования у школьников данных умений: умение разделять целое на части; учиться отделять содержание от формы; выделять существенные и несущественные признаки предмета; сортировать материал, отделяя главное от второстепенного; фиксировать результаты в различной знаковой и графической форме и т.д.

Четвертый и пятый этапы тесно связаны со сбором и мыслительной обработкой информации. На данных этапах происходит осмысление и сравнительный анализ поступившей информации о качествах и свойствах аналогичных объектов с целью их дальнейшего обобщения.

Шестой этап. Мыслительные операции, рассмотренные нами на предыдущих стадиях (анализ и выделение главного, сравнение), непременно должны быть направлены на формулирование вывода в результате проведенного обобщения, т.е. выделение наиболее общих, существенных признаков, характеристик, формулирование ведущих понятий, идей.

Следует отметить, что информационно- исследовательские задачи имеют несколько уровней сложности, в зависимости от сложности применяемых для их решения мыслительных операций:

- информационные задачи, направленные в основном на сбор информации о каком- то объекте;

- аналитико- синтетические задачи, ставящие своей целью сбор необходимой информации об объекте, ее сравнительный анализ и обобщение;

- творческие задачи, ставящие своей целью разрешение проблемной ситуации согласно логики подлинно научного исследования.

Данный подход к разграничению информационно- исследовательских задач по уровням сложности позволяет организовать процесс обучения исходя из индивидуальной сформированности у учащихся мыслительных операций: анализа и выделения главного, сравнения, обобщения, систематизации, доказательства и опровержения, выдвижения гипотезы, умений необходимых для разрешения проблемных ситуаций и т.д.

Конструкторские задачи. Данные задачи направлены на построение модели проектируемого объекта, удовлетворяющей требованиям соответствия формы и содержания задуманного.

Процесс решения конструкторской задачи строится на основе целостности процесса художественного и технического конструирования. Техническое конструирование направлено на создание объекта в его функциональной, материальной основе. Художественное конструирование направлено на создание целесообразной предметной формы, образа объекта, согласно закономерностям формообразования: упорядоченности, пропорциональности, гармоничности, динамичности, цветового оформления и т.д..

Следует отметить, что данные задачи, основанные на использовании поисковых, исследовательских методов, являются одним из важнейших средств развития конструкторских способностей учащихся, наблюдательности, пространственного воображения, мышления и направлены на формирование и развитие интеллектуальных, художественно-графических, конструкторско-технических, технико-технологических умений и навыков учащихся.

Структура данных задач в контексте процесса проектирования строится на основе следующих этапов:

1. Формулирование конструкторской задачи (проблемы) (на основе проведенного на предыдущем этапе предпроектного анализа).

2. Формирование идеи (создание идеальной (мысленной) модели).

3. Поиск и анализ возможных вариантов решения конструкторской задачи (создание образно- знаковых моделей проектируемого объекта: схем, набросков, эскизов).

4. Конкретизация и проработка лучшего решения (создание образно- знаковой модели проектируемого объекта: технической документации).

5. Создание опытного образца и его апробация (создание материальной модели проектируемого объекта и его дальнейшие испытания).

6. Корректировка и оценка предыдущей деятельности.

Первый этап решения конструкторской задачи заключается в критическом осмыслении предшествующего опыта на основе проведенного предпроектного анализа. Результатом данной деятельности является формирование проблемной ситуации, ее осмысление и постановка конкретной конструкторской задачи, включающей: цель, исходные данные, возможные условия решения и средства достижения поставленной цели. Данный этап решения конструкторской задачи характеризуется превалированием мыслительной деятельности учащихся, основным содержанием которой является аналитическая деятельность в сочетании с комбинаторной деятельностью.

Второй и третий этапы решения конструкторской задачи связаны с зарождением, формированием конструкторской идеи проектируемого объекта, а также поиском возможных вариантов ее воплощения. На данных этапах определяется принцип действия будущего устройства, его структурно- пространственное решение, материаловедческое воплощение и осуществляется анализ и поиск возможных решений с позиции целостности данного процесса, ясности и простоты конструкции, оправданности внешних форм и размеров, их оптимального соответствия назначению проектируемого объекта. Результат второго этапа состоит в разработке мысленной модели будущего устройства, определении функциональной и структурной схемы конструируемого объекта в виде идеи- образа. В процессе поисково-конструкторской деятельности идеальные модели выполняют роль мысленных образов, "конструкций", которые человек создает в своем воображении и над которыми совершает мысленные операции и преобразования. На третьем этапе данная образная (мысленная) модель фиксируется в виде образно- знаковых моделей: схем, набросков, эскизов, становясь наглядной [125].

Этап конкретизации связан с отбором лучшего решения и последовательным достижением его оптимального конструкторского воплощения. Результат данного этапа заключается в создании образно-знаковой модели в форме необходимой технической документации: чертежей, технологических карт и т.д. Так называемое, графическое конструирование позволяет более четко осмыслить возникшие идеи, конкретизировать и детализировать их.

Успешность выполнения данного этапа во многом зависит от сформированности у учащихся графических знаний и умений, необходимых для чтения, составления чертежей и другой технической документации.

Этап создания опытного образца связан с необходимостью проверки на практике реальности замыслов, целесообразности и рациональности технических решений. Результатом данного этапа является создание материальной модели, подобной проектируемому объекту, которая может быть трех типов:

- пространственно подобные: показывает форму, принцип действия, структуру и компоновку объекта, процесс сборки и т.д.;

- физически подобные: для воспроизведения динамики изучаемых процессов и характеристик, выражающих содержание и сущность изучаемых явлений;

- функционально-подобные: имитирующие на механической, электрической, электронной основе функции поведения живых существ.

Осуществление данного этапа решения конструкторской задачи связан с овладением учащимися технико-технологическими знаниями и умениями для материального воплощения разработанной конструкторской идеи.

На основании выполненных учащимися разработок, проведенных испытаний, выявления и осуществления необходимых доработок можно говорить о создании объекта для реального применения.

Рассматривая данный тип задач, целесообразно выделять в их содержании художественно-конструкторские и конструктивно-технических задачи, соответствующие художественному и инженерному проектированию. Таким образом, появляется возможность дифференциации процесса проектирования с учетом развития у учащихся способностей к художественному (основанному на наглядно-образном мышлении) и техническому (основанному на предметно-действенном мышлении) творчеству.

Вместе с тем необходимо дифференцировать конструкторские задачи по уровню сложности и на этой основе возможно индивидуализировать процесс обучения конструированию с учетом сформированности конструкторских умений учащихся:

- задачи на конструирование по образцу;

- задачи на доконструирование (доработка или поиск отсутствующего звена);

- задачи на переконструирование (внесение конструктивных изменений);

- задачи на конструирование по собственному замыслу (творческие задачи).

Технико-технологические задачи. Данный вид задач, наиболее разработанный в курсе технологии и нет необходимости их подробного рассмотрения.

Согласно логике процесса проектирования, технико-технологические задачи направлены на осуществление практической реализации идеи проекта и имеют следующую структуру:

1. Ознакомление с технической документацией.

2. Планирование предстоящей деятельности.

3. Подготовка материалов, оборудования и инструментов.

4. Выполнение технологических операций по изготовлению отдельных деталей.

5. Сборка отдельных узлов и всего изделия.

6. Отделка изделия.

7. Испытание в реальной действительности.

8. Контроль качества осуществляется во время и после каждого этапа выполнения технико- технологической задачи.

Содержание деятельности учащихся в ходе выполнения технико-технологической задачи разнообразно и связано с необходимостью решения учащимися материаловедческих, технологических, организационных, эксплуатационных, экономических, художественно-эстетических и других вопросов.

Следует отметить, что характер деятельности учащихся при выполнении данных задач не носит сугубо репродуктивный характер. Учащимся приходится так же решать вопросы, связанные с выбором материала, разработкой технологической последовательности изготовления изделия, созданием приспособлений, рациональной организацией технологического процесса, распределением ролей при групповой организации процесса, расчетом экономической целесообразности и т.д., то есть решать задачи на частично- поисковом и творческих уровнях деятельности.