Разработка и применение метода переориентации направленности мышления студентов при обучении техническому творчеству

Размещено на http://www.allbest.ru/

Разработка и применение метода переориентации направленности мышления студентов при обучении техническому творчеству

Григорова Е.Н.

В статье предлагается метод переориентации направленности мышления студентов, который позволяет раскрепостить мышление студентов при решении творческих задач и базируется на временном разрыве связи мышления с постулированными понятиями в области решения творческой задачи и направлением его на решение задач, не связанных непосредственно с теоретической базой решаемого вопроса. Применение данного метода позволяет существенно увеличить количество решаемых студентами творческих задач, обладающих объективной новизной.

Ключевые слова: метод, переориентация направленности, мышление, креативные технологии обучения, образовательная парадигма, репродуктивные методы обучения, техническое творчество.

У статті пропонується метод переорієнтації спрямованості мислення студентів, який дозволяє вільному мисленню студентів при розв'язанні творчих задач і базується на тимчасовому розриві зв'язку мислення з постульованими поняттями в галузі вирішення творчої задачі і напрямом його на розв'язання задач, не пов'язаних безпосередньо з теоретичною базою вирішуваного питання. Застосування цього методу дозволяє істотно збільшити кількість вирішуваних студентами творчих задач, що володіють об'єктивною новизною. переориентация мышление студент противоречие

Ключові слова: метод, переорієнтація направленості, мислення, креатині методи навчання, освітня парадигма, репродуктивні методи навчання, технічна творчість.

The article suggests a reorientation method for students' thinking direction which allows to free students' thinking while solving creative tasks and is based on the temporal break of thinking with postulated concepts in the field of solving creative task and its direction on solving tasks that are not directly connected with the theoretical basis of the issue being solved. Application of the given method makes possible a considerable growth in creative tasks number that are being solved by students and have an objective novelty.

Key words: method, reorientation of direction, thinking, creative teaching technologies, educational paradigm, reproductive teaching methods, technical creativity.

Постановка проблемы. Последние десятилетия характеризуются стремительным научно-техническим прогрессом. Знания, полученные студентами во время обучения в вузе, быстро устаревают. Следовательно, в педагогике следует переходить к новым, оптимальным психолого-педагогическим системам - креативным технологиям обучения, суть которых заключается в творческом и созидательном подходе к решению проблемы педагогического процесса, в ходе которого интересы и ценность личности являются доминирующей компонентой организации и смысла учебной деятельности [1].

Если провести сравнительную характеристику классической и новой, инновационной образовательных парадигм, то можно отметить, что существенно изменяются представления о человеке и его развитии через образование.

Главное, что отличает новую образовательную парадигму от классической - партнерство студента и преподавателя в учебном процессе. Студент вправе сам отбирать нужную ему информацию, сам определять ее необходимость, исходя из цели обучения, которую он сам для себя и определяет. Следовательно, основная миссия новой образовательной парадигмы: обеспечение условий самоопределения и самореализации личности. Студент, который раньше был объектом педагогического воздействия (обучаемым), становится субъектом познавательной деятельности (обучающимся).

При применении креативных технологий обучения меняется главное условие традиционно понимаемого образования - наличие готовых, систематизированных знаний, подлежащих усвоению. Основным элементом учебного процесса становится не знание, а информация. Специфичность креативной технологии образования заключается в возможности развития способности обучающегося создавать и извлекать знания из конкретной информации [1].

На основании вышеизложенного можно сделать вывод, что целью образовательного процесса в высшей профессиональной школе становится не усвоение готовых знаний, а усвоение определенного способа мышления, обеспечивающего получение и производство знаний.

Анализ последних исследований и публикаций. Для того чтобы будущие инженеры-педагоги получали новые знания по дисциплине «Метрология, электрические и технологические измерения» не в готовом виде, а в результате реконструктивного (творческого) мышления, автором предлагался «Алгоритм мышления разработчика средств измерения» [2]. Практика применения данного алгоритма на кафедре «Креативной педагогики и интеллектуальной собственности (КПиИС) УИПА показала, что:

- сформированный в сознании студентов алгоритм мышления разработчика средств измерения позволяет им рассматривать конструкцию любого средства измерения с позиции разработчика;

- наличие базовых знаний и сформированный в сознании студентов алгоритм мышления разработчика средств измерения позволяет решать в процессе учебных занятий творческие задачи по выявлению и устранению недостатков приборов, причем предлагаемые решения могут быть на уровне рацпредложений и даже изобретений, при этом количество решений, приближенным к творческим, увеличивается примерно в два раза.

Однако решение большинства творческих задач у студентов вызывают затруднения. В результате анализа возникшей проблемы автором сделан вывод, что при решении творческих задач, связанных с усовершенствованием средств измерения, студенты часто сталкиваются с парадоксами, которые вносят противоречия в результаты их мышления и опровергают то, что им точно известно. Это вызывает существенные затруднения при решении творческих задач.

В настоящее время широко используются репродуктивные методы обучения, когда студенты получают знания не в готовом виде, а в результате системной, целенаправленной деятельности, обеспечивающей получение новых знаний. Одним из таких метод является метод инверсии, ориентированный на поиск идей решения творческой задачи в новых, неожиданных направлениях, чаще всего противоположных традиционным взглядам и убеждениям, которые диктуются формальной логикой и здравым смыслом [1]. Изобретатели давно обратили внимание на то, что часто в ситуациях, когда логические приемы, процедуры мышления оказываются бесплодными и заходят в тупик, естественно предположить, что оптимальной является принципиально противоположная альтернатива решения.

Несомненным достоинством метода инверсии является то, что он позволяет развивать диалектику мышления, отыскивать выход из, казалось бы, безвыходной ситуации, найти оригинальные, порой весьма неожиданные решения различного уровня трудности и проблемности творческих задач.

Его недостатками и ограничениями является то, что он требует достаточно высокого уровня творческих способностей, базовых знаний, умений и опыта. Практика применения данного метода при решении творческих задач показала, что он достаточно хорошо воспринимается студентами, когда им демонстрируются готовые решения. Но самостоятельно применять данный метод они, как правило, не могут, хотя понимают его высокую эффективность и практическую полезность.

Постановка задачи. Разработать метод активизации мышления, позволяющий студентам находить решения творческих задач в условиях углубленных противоречий, когда поиск решения противоречит хорошо известным им знаниям.

Изложение основного материала. Значительным препятствием на пути решения творческой задачи является психологический барьер, представляющий собой инерционность мышления. Инерционность мышления проявляется в желании получить новый результат, используя старые знания, прошлый опыт, которые представляют парадигму (субъективную парадигму студента). Но результат творческой деятельности должен обладать новизной (новая парадигма), которая находится в определенном противоречии с существующей парадигмой. Возникает ситуация, заключающаяся в том, что студент не может решить задачу, в основе решения которой лежит парадокс (субъективный парадокс).

Общеизвестно, что движение к новому знанию идет через этапы: парадигма - парадокс - новая парадигма [3]. Новая парадигма расширяет знания или дает новые знания.

В процессе исследований было установлено, что многие творческие задачи студенты не могут решить, так как сталкиваются с субъективной парадоксальной ситуацией, «отрицающей» постулат, на основе которого базируется решение. Однако, данная ситуация не является истинно парадоксальной, так как может быть решена на основе субъективных знаний студентов, полученных ранее.

Для того, что бы студенты смогли преодолеть парадоксальную ситуацию, возникающую на пути решения творческой задачи, необходимо переориентировать направленность их мышления. Данный метод активизации творческого мышления назван автором методом переориентации направленности мышления [4].

Суть метода заключается в том, чтобы перевести мышление студентов в область, исключающую парадоксальную ситуацию.

Проиллюстрируем суть метода на примере усовершенствования вискозиметра истечения (капиллярного вискозиметра).

Студентам предлагались две задачи в области измерения вязкости дисперсных жидких сред, которые имеют несколько фаз и могут расслаиваться.

Суть первой задачи сводилась к тому, что капиллярный вискозиметр имеет диаметр и длину чувствительного элемента калиброванного патрубка, обеспечивающие заданную чувствительность вискозиметра к изменению вязкости и допустимую требованиями технологического регламента погрешность измерения. Вискозиметр состоит из приемной емкости в виде цилиндра с коническим днищем и вмонтированного в него чувствительного элемента, которые установлены вертикально и соосно. Дисперсная среда в измерительной системе движется за счет напора, создаваемого общей высотой приемной емкости и калиброванного патрубка. При использовании вискозиметра на дисперсный средах контролируемая среда в приемной емкости, куда она первоначально загружается, должна двигаться со скоростью, при которой не происходит расслоение ее фаз до момента поступления в чувствительный элемент. Такую скорость движения дисперсной среды в приемной емкости не может обеспечить имеющейся у вискозиметра чувствительный элемент, так как его длина и диаметр выбраны из необходимости обеспечения заданной чувствительности к изменению вязкости среды и допустимой погрешности измерения.

Требовалось, не изменяя метрологических характеристик чувствительного элемента вискозиметра обеспечить скорость движения дисперсной среды в приемной емкости, при которой указанная среда не успела расслаиваться до момента поступления ее в чувствительный элемент.

Вторая задача использовала исходные данные первой, но требовала другого возможного решения при условии, что модернизация вискозиметра не приведет к увеличению его габаритов по вертикали, чтобы его можно было установить и эксплуатировать на прежнем рабочем месте.

Таким образом, и первая, и вторая задачи требовали усовершенствовать конструкцию существующего капиллярного вискозиметра, не изменяя его габаритов по вертикали и обеспечивая возможность его использования и на многофазных (дисперсных) средах, не ухудшая его чувствительности к изменению вязкости и погрешности измерения.

Преобразуя формулу Пуазейля, на основе которой созданы капиллярные вискозиметры, к виду:

, (1)

где - изменение напора при изменении вязкости среды;

- приращение (изменение) вязкости среды;

G - массовый расход среды;

l - длина капиллярной трубки (капилляра);

k - коэффициент пропорциональности;

r - радиус капиллярного патрубка.

Анализируя формулу (1) студенты убеждаются, что увеличивать радиус калиброванного патрубка с целью увеличения его пропускной способности невозможно, так как это существенно снизит чувствительность вискозиметра к изменению вязкости, что недопустимо. Увеличивать радиус патрубка с одновременным увеличением его длины теоретически возможно, но это приведет к значительному увеличению габаритов вискозиметра (по высоте).

Возникает парадоксальная ситуация:

- диаметр калиброванного патрубка нельзя увеличивать из-за потери чувствительности вискозиметра к изменению вязкости;

- увеличение диаметра калиброванного патрубка при одновременном увеличении его длины невозможно вследствие увеличения габаритов вискозиметра;

- скорость движения дисперсной среды в приемной емкости вискозиметра можно увеличить только за счет увеличения диаметра калиброванного патрубка, что в соответствии с формулой (1) недопустимо.

Исследования показали, что парадоксальные для студентов (и не только для студентов) ситуации возникают в результате:

- абсолютное доверие студентов постулатам (в данном случае - это формула Пуазейля и следствия из нее);

- привычке действовать по «образцу», доверяя математической модели объекта (рабочей формуле), как абсолютной;

- инерционности мышления.

Возникновению парадоксальной ситуации при решении творческих задач способствует в значительной мере однообразность представления объекта познания. Например, капиллярный вискозиметр во всех учебных пособиях представлен источником напора и капиллярным патрубком - капилляром, которые в большинстве случаев установлены вертикально. Вследствие этого студенты представляют данный вискозиметр как «застывшую» форму объекта, не предполагая, что указанную форму можно изменить, не изменяя ее сути, определяемой законом Пуазейля.

Возникает вопрос, как помочь студентам выйти из парадоксальной ситуации?

Во-первых, студентов необходимо убедить, что их знаний достаточно для решения предложенных задач.

Во-вторых, студентам необходимо сообщить, что данный парадокс «мнимый» - это достаточно простая задача, с которой они просто не сталкивались ранее.

В-третьих, выход из подобных парадоксальных ситуаций осуществляется в процессе коллективного поиска, когда каждый студент может предложить собственную «идею», а преподаватель работает в режиме «холодно - горячо».

В-четвертых, парадоксальные ситуации должны создаваться таким образом, чтобы одновременно решались несколько задач (не менее двух), так как достаточно часто преподавателю приходится непосредственно принимать участие в решении первой задачи (задавать наводящие вопросы, приводящие студентов к правильному решению).

В-пятых, в процессе решения любых проблемных и творческих задач студентам необходимо показать, что решение удалось выполнить в результате отказа от стереотипного представления объекта или от стереотипного мышления, что стереотипы - инструменты решения типовых задач. Задачи творческие предполагают получение результата, обладающего, как минимум, новизной и, следовательно, в процессе их решения необходимо, опираясь на стереотипы как на «передовое стандартное», но уже достигнутое, искать новые приемы их решения. При этом сказанное должно обязательно подкрепляться практическим примером (деятельностью), когда, опираясь на стереотипы, преподаватель в процессе решения творческой задачи получает результат, обладающий объективной новизной и практической полезностью.

Разрешения парадоксальных ситуаций сопровождаются, как правило, заявлением многих студентов, что они думали об этом, но отбросили как неверное решение. Действительно, в процессе решения первой задачи расход через чувствительный элемент можно увеличить многократно, не изменяя чувствительности, если использовать не один, а несколько калиброванных патрубков заданного требованиями к чувствительности диаметра и длины - батарею калиброванных патрубков.

В процессе решения второй задачи можно в десятки раз увеличить длину калиброванного патрубка, если его свернуть в спираль, диаметр которой будет равен диаметру приемной емкости, а длина определяется заданной длиной чувствительного элемента вискозиметра.

Следует отметить, что первая и вторая задачи были решены методом переориентации направленности мышления студентов, когда им было предложено «отключиться» от измерения вязкости и от конструкции капиллярного вискозиметра и решить задачи:

- как можно увеличить расход из емкости, если имеется труба только одного диаметра любой длины;

- можно ли медную трубу длиной 20м и диаметром 0,01м поместить в тубус диаметром 0,15м и длиной 0,5м?

Парадоксальных задач в процессе формирования у студентов творческого мышления должно быть достаточно, чтобы студенты освоили метод переориентации направленности мышления. Эти задачи создаются без особого труда. Так, например, после освоения студентами конструкции вискозиметра с батареей патрубков, им было доказано, что изготовить подобную батарею сложно и возникло сразу еще несколько парадоксальных ситуаций.

Преподаватель обязательно должен знать решение всех парадоксальных задач, которые предъявляются студентам. Не просто знать, а уметь, используя различные активаторы мышления обеспечить самостоятельное разрешение студентами парадоксальных ситуаций. Желательно также, чтобы результаты решения парадоксальных задач имели практический интерес - студенты могли использовать при решение вопросов усовершенствования существующих средств измерения или в процессе разработки (хотя бы на теоретическом уровне) новых методов и средств измерения технологических параметров.

Выводы

Применение метода переориентации направленности мышления студентов показало:

1. Парадоксальные ситуации возникают в процессе решения творческих задач в результате стереотипности мышления студентов, не умения трансформировать постулаты под решение конкретной задачи.

2. Парадоксальные ситуации являются серьезным препятствием для самостоятельного решения студентами творческой задачи, так как ставят студентов перед необходимостью опровержения существующих постулатов (законов, понятий), хотя указанная необходимость является ложной.

3. При формировании у студентов умений решать творческие задачи следует обязательно предусматривать введение студентов в решение парадоксальных ситуаций с первоначальной демонстрацией преподавателем возможности выхода из них, затем совместное с преподавателем разрешение парадоксальных ситуаций и, наконец, самостоятельное разрешение студентами парадоксальных ситуаций.

Перспективы дальнейших исследований. Для дальнейшего развития у студентов умений решать творческие задачи в области измерительной техники необходимо разработать эффективные методы и средства повышения креативности; создать постоянно действующую креативную среду, в условиях которой возможно непрерывное развитие креативности; создать экспериментальную базу для проверки и реализации творческих идей студентов.

Литература

1. Морозов А.В., Чернилевский Д.В. Креативная педагогика и психология.- М.: ООО «Академический проект», 2004. - 260 с.

2. Григорова Е.Н. Принцип непрерывной проблемности в преподавании в высшем учебном заведении// Проблеми інженерно-педагогічної освіти №16. - Харків: УІПА, 2007. - С. 188-196.

3. Наринян А.Р., Поздеев В.А. Основы научных исследований.- Киев: Из-во Европ. Ун- та, 2002. - С. 26-28.

4. Чаплина В.В., Григорова Е.Н, Дубовец А.Н. Метод отвлечения как инструмент эффективного решения студентами изобретательских задач// Матеріали VI Всеукраїнської науково-практичної конференції „Проблеми підготовки фахівців з інтелектуальної власності в Україні” - Київ: Інститут інтелектуальної власності і права, 2006. - С.253-256.

Размещено на Allbest.ru