Методические основы обучения учащихся VIII — IX классов новым технологиям средствами моделирования

Актуальность исследования. Современный технологический этап развития общества предъявляет высокие требования к технологической грамотности выпускников школ. Возникает необходимость включения в содержание трудовой подготовки школьников научных основ современной техники и технологий, что позволит им в будущем активно участвовать в сфере материального производства, обрести готовность к быстрой смене технологий, способность воспринимать новое, проектировать, моделировать и выполнять творческую работу. Наиболее перспективным направлением в трудовой подготовке школьников является обучение их новым технологиям на основе теоретических знаний, олицетворяющим процесс и результат овладения учащимися способами преобразовательной деятельности человека, расширение их политехнического кругозора.

Знания в области технологий для молодого человека, вступающего в жизнь на пороге XXI века, столь же важны, как и знания гуманитарных и естественных наук. Овладение этими знаниями становится наиболее важным для учащихся У-IX классов, поскольку подростки проявляют самостоятельный интерес к технике, к ознакомлению с работой механизмов и обращению с инструментами, способность успешно воспринимать новый учебный материал. Из этого следует, что в центре внимания школы связь обучения с практической деятельностью учащихся, их технологическая подготовка на базе сформированных у них политехнических знаний об основных наиболее распространенных и перспективных технологиях и способах преобразующей деятельности человека, что в целом актуализирует проблему исследования. Одновременно акцент в обучении учащихся новым технологиям, в их технологической подготовке делается на процесс познания ими технологической картины мира, на развитие технологического мышления, повышения технологической культуры, как попытка помочь им понять сконструированный мир и развить их способности к проектированию и конструированию, умению управлять новой техникой.

Обучение учащихся новым технологиям может осуществляться не только в рамках образовательной области «Технология», но и на факультативных занятиях, что позволяет им ознакомиться с современными технологическими процессами.

Проблема технологической подготовки подрастающих поколений к труду стала наиболее актуальной в последние десятилетия нынешнего века.

Вопросам содержания и организации технологической подготовки учащихся и отдельным аспектам посвящены труды ряда ученых-педагогов: П. Р. Атутова, С. Я. Батышева, Ю. К. Васильева, В. Г. Зубова, К. А. Ивановича, А. Г. Калашникова, В. А. Полякова, М. Н. Скаткина, С. М. Шабалова, Д. А. Эпштейна и др.

Психологические аспекты проблемы формирования у школьников технико-технологических знаний и умений затронуты в работах П. И. Иванова, И. П. Калошиной, Т. В. Кудрявцева, Е. А. Милеряна, К. К. Платонова, В. В. Чебышевой, А. Ф. Эсаулова, С. И. Якиманской.

Вооружение учащихся политехническими знаниями и умениями в процессе трудового обучения и на факультативных занятиях, осуществление их творческой направленности, реализация связи труда с основами наук раскрыты в исследованиях П. Р. Атутова, П. Н. Андрианова, Н. И. Бабкина, А. К. Бешенкова, К. Н. Катханова, В. А. Полякова и др.

Различные аспекты содержания, форм и методов изучения техники и технологии рассматривались в работах С. Я. Батышева, В. Д. Горского, В. А. Кальней, С. У. Калюги, J1. А. Козырева, J1. А. Моховой, И. Д. Чечель, В. Д. Симоненко и др.

Исследование современных теорий и практики обучения современным технологиям позволило вскрыть противоречия, требующие научного и практического решения. К ним относится, прежде всего противоречие, которое образовалось между необходимостью обеспечить технологическую подготовку учащихся на современном уровне и недостаточной разработанностью средства ее реализации. Решению этой проблемы посвящено наше исследование на тему: «Методические основы обучения учащихся VIII-IX классов новым технологиям средствами моделирования» .

Цель исследования заключается в разработке методических требований и условий обучения учащимися VIII-IX классов новым технологиям средствами моделирования.

Объектом исследования является трудовая подготовка учащихся основной школы.

Предметом исследования является процесс обучения учащихся VIII-IX классов новым технологиям средствами моделирования.

Определяя гипотезу исследования, мы предположили, что обучение учащихся VIII-IX классов новым технологиям средствами моделирования будет эффективным, если:

— будут выявлены методические требования и условия обучения учащихся новым технологиям, которые позволят сформировать технико-технологические знания учащихся;

— будет разработан курс по обучению учащихся новым технологиям и новым методам обработки материалов;

— в процессе обучения учащихся новым технологиям будут использованы дидактические средства (модели, устройства), соответствующие уровню развития современной техники и технологии.

В соответствии с принятой гипотезой для реализации поставленной цели определены следующие задачи:

1. Обосновать педагогическую целесообразность включения в содержание технологической подготовки учащихся VIII-IX классов дидактических средств (моделей, устройств) для обучения их новым технологиям.

2. Выявить методические требования и условия обучения учащихся VIIIIX классов новым технологиям.

3. Разработать содержание курса по обучению учащихся новым технологиям и новым методам обработки материалов.

4. Разработать методические рекомендации по освоению учащимися новой техники и технологий в процессе их трудовой подготовки на факультативных занятиях.

Методологическую основу исследования составляют положения материалистической диалектики о развитии личности в процессе деятельности, системный подход, научные данные о состоянии теории и практики трудовой подготовки подрастающих поколений.

Для решения поставленных задач применялись следующие методы исследования: изучение и анализ педагогической, научно методической и технической литературы по теме исследованияанализ тенденций научно-технического прогрессаанализ программ, учебных пособийбеседы с учителями и специалистами, анкетирование, наблюдение, практические задания. Экспериментально-опытная работа в общеобразовательных школах осуществлялась с целью проверки эффективности разработанных рекомендаций и положений по обучению учащихся новым технологиям, статистическая обработка результатов исследования.

Научная новизна исследования заключается в том, что: — теоретически обоснована необходимость и возможность обучения учащихся VIII-IX классов новым технологиям средствами моделирования;

— выявлены педагогические, психологические и организационно-методические требования и условия обучения учащихся новым технологиям и методам обработки материалов;

— разработаны модели воспроизводства технико-технологических объектов и процессов, расширяющих возможности трудовой подготовки учащихся;

— разработаны содержание, формы и методы обучения новым технологиям, обеспечивающие формирование технико-технологических знаний и умений учащихся;

— определены методические основы проведения занятий по обучению учащихся VIII-IX классов новым технологиям.

Теоретическая значимость исследования состоит в выявлении требований и условий обучения учащихся новым технологиям обработки материалов, в формировании у них технико-технологических знаний и умений, в разработке дидактических средств (моделей, устройств), соответствующих уровню развития современной техники и технологии, обеспечивающих овладение учащимися знаниями электрофизических и электрохимических законов, что позволяет им освоить элементы новых технологий и обрести опыт самостоятельного выполнения технологических действий в условиях современного производства.

Практическая значимость исследования состоит в разработке учебно-методического комплекта, включающего дидактический материал, методические рекомендации по освоению учащимися VIII-IX классов средней школы новых технологий, экспериментально-проверенную методику формирования технико-технологических знаний и умений учащихся в процессе их технологической подготовки. Разработана программа учебного курса «Основы новых технологий современного производства» (для факультативных занятий в школе, за счет школьного и регионального компонентов), целью которого является формирование у учащихся технологических знаний и умений, основ управления техническими средствами, расширение политехнического кругозора, развитие технологического мышления, повышения их технологической культуры.

На защиту выносятся следующие положения:

— обоснование педагогической целесообразности включения в содержание технологической подготовки учащихся VIII-IX классов элементов новых технологий обработки материалов;

— требования и условия обучения учащихся новым технологиям и новым способам обработки материалов;

— методика освоения новых технологий, обеспечивающая формирование у учащихся современных технологических знаний в процессе их трудовой подготовки.

Апробация результатов исследования. Основные положения и результаты исследования были представлены и рекомендованы для учебных заведений обсуждались и были одобрены на научных конференциях аспирантов и молодых ученых ИОСО РАО. (94−98 г. г.), на заседаниях отдела трудовой подготовки школьников ИОСО РАО.

Внедрение результатов исследования. Практический курс «Основы новых технологий современного производства» и методические рекомендации по изучению новых методов и средств обработки материалов внедрены в практику работы средних школ № № 11,18,20, г. Уральска, а также школы № № 146,1061 г. Москвы.

Структура диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, двух глав, заключения, списка литературы и приложения.

Выводы по второй главе.

Проведенная серия педагогических экспериментов с целью определить начальный уровень знаний учащихся VII-VIII классов в области применения новых технологий (электроэрозионной, электроннолучевой, лазерной, электроннолучевой, плазменной, электрохимической) и новой техники (станков с ЧПУ, роботов-манипуляторов, поточных линий) — определить содержание обучения учащихся VIII-IX классов по новой технике и элементам новых технологий и формирование у школьников технико-технологических знаний и умений позволила получить следующие результаты.

Констатирующий эксперимент показал, что большинство учащихся VIII-IX классов имеют слабое представление о различных видах энергии, методах обработки материалов. Учащиеся не смогли назвать основные структурные элементы технологических машин, слабо представляют себе функциональное назначение их основных узлов и механизмов, не осведомлены о ведущих принципах их действия элементарные знания учащихся о технологических машинах носят отрывочный узкий характер и не связаны с понятиям о соответствующих технологических процессах.

Обучающий эксперимент подтвердил необходимость формирования у учащихся VIII-IX классов технико-технологических знаний и умений по новой технике и технологии и возможность дальнейшего их применения, а именно, необходимость овладения знаниями (о назначении и области применения новой техники, новых видах технологий и способах новейшей обработки материалов, последовательности их обработки), которое достигается на основе использования различных методов и методических средств (объяснительно-репродуктивных, информационно-рецептивных, инструктивно-репродуктивных, методов проблемного обучения). Указанные методы позволяют осуществлять последовательное обучение учащихся новым технологиям и овладевать современными способами обработки материалов. Эффективность обучения учащихся достигается в условиях наглядности созданием дидактических моделейдемонстрацией кинофрагментов, использованием компьютера, как объекта изученияизучением робота-манипулятора, проведением экскурсий учащихся на производство, а также включением учащихся в технико-технологическую деятельность, в ходе которой осуществлялась реализация принципа переноса технико-технологических знаний и умений от традиционных способов обработки материалов на новые технологии и автоматизированное оборудование. Отбор и систематизация методических средств обучения позволили вызвать у учащихся потребность в усвоении новых технологий, повысить их интерес к новой технике, к овладению основами компьютерной грамотности, активизировать их творческие и преобразовательные способности, развить у них преобразующее мышление.

Исследование подтвердило целесообразность использования дидактических моделей в ходе проведения факультативных занятий по технологической подготовке школьников. Учащиеся экспериментальных групп, в которых применялись указанные дидактические модели (объектно-целостная, объектно-технологическая, описательно-технологическая), по сравнению с контрольными группами проявили способность к анализу проблемных производственных ситуаций, возникающих при работе на технологических машинах и при решении технологических задач.

Разработанная и представленная в данной главе программа курса «Основы новой техники и технологий современного производства» нацеленная на формирование у учащихся технологических знаний и умений, позволит им подготовиться к предстоящей деятельности на высокотехнологичном производстве, расширит их политехнический кругозор, обеспечит им знание компьютера и будет способствовать повышению уровня их технологической грамотности и технологической культуры.

Разработанные нами и представленные фрагменты факультативных занятий расширяют возможности трудовой подготовки школьников, и смогут стать в определенной мере качественно новым дополнением в методическом обеспечении учебного процесса в рамках общеобразовательной области «Технология» .

Заключение

.

Наступившая технологическая революция, повышенные требования к технологической подготовке подрастающих поколений ориентируют педагога на обучение учащихся новой технике и технологиям, расширения возможностей технологической подготовки учащихся за счет факультативных занятий, в ходе которых появляется возможность эффективно использовать соответствующие средства и методы обучения, в том числе, метод моделирования.

Проведенное исследование подтвердило педагогическую целесообразность включения в содержание расширенной трудовой и технологической подготовки учащихся 89 классов элементов новой техники и технологий. В частности, определены преимущества новой техники и технологий по сравнению с традиционными технологиями обработки материалов. Характерными особенностями новых технологий, согласно исследованию, являются их наукоемкость, комплексность, малооперационность при повышенном экономическом эффекте, высокая интенсивность протекания технологических процессов, обогащающих интеллектуальное содержание труда современного рабочего и ориентирующих образовательные учреждения на подготовку специалистов высокой квалификации.

Целесообразность изменения содержания подготовки учащихся к предстоящей трудовой деятельности в условиях высоких технологий связана также с трудовой деятельностью современного рабочего-станочника, которая насыщена интеллектуальным содержанием и осуществляется по принципу расчетно-аналитических действий. Все больший удельный вес в его функциональной деятельности обретают расчетно-аналитические, наладочные и контрольные функции, что указывает на необходимость введения в организацию технологической подготовки школьников представлений о новых технологиях, самостоятельного выполнения ими сложных технологических действий и операций, умений решать технико-технологические задачи, практических умений современной обработки материалов, нацеленных на повышение уровня технологической грамотности.

Обучение учащихся 8−9 классов новой технике и новым способам обработки материалов (электроэрозионной, лучевой, плазменной, электрохимической и др.), предусматривающее овладение учащимися знаний о принципах работы новой техники, особенностях в устройстве и функционировании технологических машин, технологических процессах новых видах технологий и умениями в области современных способов обработки материалов, осуществляется с учетом определенных дидактических условий (социально-педагогических, психолого-педагогических, организационно-методических) и использованием разнообразных средств (технологических задач, проблемных производственных ситуаций, дидактических моделей).

При отборе и систематизации учебного материала для обучения учащихся 8−9 классов новым технологиям посредством моделирования, следует руководствоваться направленностью учебного материала на развитие творческих способностей школьников, формирование их потребности в овладении технологическими знаниями и умениями, развитие их интереса к новой технике и овладение ими основ компьютерной грамотности.

Проведенная серия педагогических экспериментов позволила определить эффективность проведения с учащимися занятий по формированию у них знаний и умений по новым технологиям. Результаты экспериментов указали на необходимость специально организованного обучения на основе новой техники и технологии, необходимости овладения учащимися 8 классов технологическими знаниями (о назначении и области применения новой техники, новых видах технологий и способах новейшей обработки материалов, последовательности их обработки), что достигается на основе использования различных форм и методов обучения: объяснительно-репродуктивных (рассказ, беседа, объяснение), информационно-рецептивных (демонстрация, показ, чтение информационных текстов), инструктивно-репродуктивных (упражнения, репродуктивная беседа),-анализа проблемных производственных ситуаций, решения технологических задач, использование компьютера, как объекта и как средства обучения, изучение робота-манипулятора, проведение лабораторных работ и опытов по овладению новыми технологиями, проведение экскурсий на высокотехнологическое производство, а также непосредственное включение учащихся в технико-технологическую деятельность.

Эффективность обучения учащихся новым технологиям достигается посредством моделирования (дидактических моделей).

Дидактические модели (объектно-целостная, объектно-технологическая, описательно-технологическая) используемые в ходе проведения факультативных занятий, позволяют школьникам анализировать проблемные производственные ситуации, научиться работать на технологических машинах, решать технологические задачи, овладевать компьютерной грамотностью.

Разработанная программа факультативного курса «Основы новой техники и технологии современного производства» обеспечивает гибкую динамичную систему обучения новым технологиям, позволяет сформировать у учащихся технологические знания и умения, подготовиться им к предстоящей деятельности на высокотехнологическом производстве, расширит их политехнический кругозор, и будет способствовать повышению уровня их технологической грамотности, развитию преобразующего мышления и формированию технологической культуры.

Разработанные в ходе исследования и представленные фрагменты факультативных занятий расширяют возможности трудовой подготовки школьников, и смогут стать, в определенной мере, качественно новым дополнением в методическом обеспечении учебного процесса в рамках общеобразовательной области «Технология» .