ІНСТИТУТ ПЕДАГОГІКИ І ПСИХОЛОГІЇ

ПРОФЕСІЙНОЇ ОСВІТИ АПН УКРАЇНИ

ЯКОВИШИН Петро Андрійович

УДК621.81(07)

ТЕОРЕТИЧНІ І МЕТОДИЧНІ ОСНОВИ НАВЧАННЯ СТУДЕНТІВ МЕТОДІВ АНАЛІЗУ І СИНТЕЗУ

МЕХАНІЗМІВ І МАШИН

13. 00. 04 - теорія і методика професійної освіти

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня доктора

педагогічних наук

КИЇВ – 2001

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Інституті педагогіки і психології професійної освіти АПН України.

Науковий консультант - доктор педагогічних наук, професор, дійсний член АПН України ГОНЧАРЕНКО Семен Устимович, Інститут педагогіки і психології професійної освіти АПН України, м. Київ, головний науковий співробітник відділу дидактики професійної освіти.

Офіційні опоненти:

доктор психологічних наук, професор, дійсний член АПН України МОЛЯКО Валентин Олексійович, Інститут психології ім. Г.С. Костюка АПН України, м. Київ, завідувач лабораторії психології творчості;

доктор педагогічних наук, професор СИДОРЕНКО Віктор Костянтинович, Національний педагогічний університет ім. М.П.Драгоманова, м. Київ, завідувач кафедри трудового навчання і креслення;

доктор педагогічних наук, доцент КОВАЛЕНКО Олена Едуардівна, Українська інженерно-педагогічна академія, м. Харків, завідувач кафедри педагогіки та методики професійної освіти.

Провідна установа: Харківський державний педагогічний університет ім. Г.С. Сковороди, кафедра педагогіки, Міністерство освіти і науки України, м. Харків.

Захист відбудеться 11 квітня 2001р. о 14 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.451.01 в Інституті педагогіки і психології професійної освіти АПН України за адресою: 04060, м. Київ, вул. М. Берлинського, 9, 5 й поверх, зал засідань.

З дисертацією можна ознайомитися у бібліотеці Інституту педагогіки і психології професійної освіти АПН України (04060, м. Київ, вул. М.Берлинського, 9).

Автореферат розісланий 7 березня 2001р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради Цибульська Г.М.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність та доцільність дослідження. Від якості підготовки фахівців, від розкриття творчого потенціалу їхніх особистостей залежить добробут будь-якого суспільства. Тому в національній програмі відродження освіти в Ук-раїні окреслені стратегічні завдання поліпшення системи освіти з метою забезпе-чення оптимальних умов для самореалізації особистості як найвищої цінності нації Україна XXI століття: Стратегія освіти: Державна національна програма відродження освіти // Освіта. - 16 серпня 1992. - С. З - 4.

.

Одним з основних і першочергових напрямів діяльності вищої школи України є запровадження в навчальний процес високоефективних освітніх технологій. Концепція такої освіти в числі загальних вимог до випускників вищих навчальних закладів передбачає:

- формування нестандартного мислення, що передбачає практичну готовність майбутнього фахівця до генерування неординарних технічних ідей; вміння виявляти суть проблеми або ситуації, оцінювати її та визначати шляхи реалізації;

- знання методології науково-технічного пошуку і методів наукового дослідження; визнання необхідності неперервної освіти і самоосвіти тощо;

- сформованість усіх сторін особистості – загальна культура, чіткі громадянські позиції, зокрема патріотизм, почуття відповідальності та ін.

Усі ці характеристики сьогодні відображають суть нової якості фахівця, бо нинішній випускник вищого закладу освіти повинен бути не лише професіоналом, але й здатним успішно адапту-ватися до нових соціально-економічних умов, бути цілком конкурентноздатним на ринку інтелектуальної праці.

Теоретичні основи методики навчання учнів методів аналізу та синтезу фізичних задач у загальноосвітній школі знайшли відображення в дослідженнях Г.О. Балла, А.О. Боброва, С.Ю. Вознюка, В.С. Володарського, С.У. Гончаренка, А.І. Павленка, В.Г. Розумовського, K.M. Тулькібаєвої, А.В. Усової, Л.М. Фрідмана та ін. З методологічної точки зору розв'язування фізичних задач автори пов'язували із загальнологічним рівнем: аналітичним та синтетичним, та їхнім можливим поєднанням - аналітико-синтетичним, синтетико-аналітичним. Водночас вихідним положенням для систем-ного визначення теоретичних основ зазначеної методики застосовувався алгоритмічний підхід до пошуку розв'язку фізичної задачі, який розглядається як процес управління з боку вчителя. Загальна структура розв'язування навчальних задач визначалася замкнутим цик-лом з чотирьох послідовних ланок: ознайомлення з умовою задачі  складання плану розв'язку задачі > здійснення розв'язку  перевірка правильності розв'язку задачі тощо.

Аналіз праць, присвячених методології розвитку технічних знань студентів, показав, що методика викладання загальнотехнічних дисциплін як навчальний предмет у вищій педагогічній школі, емпірично висвітлює дидактичні основи окремих дисциплін (фізики, теоретичної механіки, теорії механізмів і машин, деталей машин, опору матеріалів тощо). Традиційна методика аналізу і синтезу навчальних завдань із зазначених дисциплін орієнтована на зміст, де кількість фізико-технічних параметрів (А, В, С, D, ..., Е) у завданні є необхідною для здійснення однозначного розв'язку. Однак у навчальному процесі, як і в майбутній професійній діяльності студента, часто виникають проблемні ситуації, коли під час їх розв’язку необхідно із загальної кількості параметрів умови технічного завдання вибрати лише ті з них, що забезпечують неоднозначну, але оптимальну відповідь (ідеально-кінцевий результат розв'язку). Звісно, такий підхід буде результативним лише при розробці і впровадженні у навчальний процес методики креативного аналізу і синтезу технічних завдань.

Автори підручників із загальнотехнічних дисциплін (І.І.Артоболевський, Н.М.Беляєв, В.Н.Боков, Т.Г.Вербовський, М.М.Гернет, А.А.Ердеді, М.Н.Іванов, К.С.Колесников, О.С.Кореняко, Н.Г.Куклін, Н.Н.Нікітін, О.І.Огурцов, Д.Н.Решетов, П.А.Степін, В.І.Феодосьєв та ін.) ретельно відібрали теоретич-ний матеріал і практичні завдання, які детально розкривають діалектичну особливість цих дисциплін: технічну і фізичну суть теорії методів дослідження руху і струк-турного проектування механізмів і машин; взаємодію механізмів у машині; ста-тичні, кінематичні та динамічні властивості передачі зусиль тощо. Разом з тим реалізовано дидактичний принцип наступності, зокрема, щодо майже всіх навчальних завдань з курсу "Теоретична механіка", які тісно пов'язані з матеріалом про рух ме-ханічних пристроїв з курсу "Теорія механізмів і машин" (М.М. Гернет, І.І.Артоболевський). Крім того, теорія і методика викла-дання загальнотехнічного матеріалу ґрунтується на попередніх курсах "Вища математика", “Фізика”, "Теоретична механіка", "Формально-алгоритмічна мова і програмування" та ін. Водночас запропонований авторами принцип наступності вивчення цих дисциплін є надто формалізованим, психологічно інерційним і переважно репродуктивним.

Методика формування технічних знань згідно з традиційною системою навчання студентів спрямована на розв’язання автономних завдань, не пов’язаних єдиною метою. Зокрема, вона не містить чіткого змісту, засобів та форм організації творчого технічного мислення; неадекватно враховує всю складність розумових дій і опе-рацій студента в процесі пошуку розв'язку завдання в онтогенезі; традиційно спрямовує навчальні дії студента лише на розгляд окремо взятого, вирваного з контексту технічного завдання. Між тим, практично відсутня роль студента в процесі розв’язку завдання. Це негативно впливає на рівень сформованості знань, умінь і навичок у студентів та викликає у них ряд труднощів під час розв’язування навчальних технічних проблем.

Удосконалення навчального процесу у вищому закладі освіти має більшою мірою ґрунтуватися на суб'єкт-суб'єктній основі, коли посилена і чітко визначається роль самого студента. У даному випадку зміст і структура методики навчання студентів мето-дів аналізу та синтезу механізмів і машин повинні зазнати адекватних змін, щоб підсилити розвиток інтересу студента до технічно-творчої діяльності, а також активізувати його навчально-пізнавальну здатність.

Розв'язування навчальних технічних завдань та відповідна діяльність студентів не повинні обмежуватися формалізованими умовами розроблених завдань у численних класичних збірниках і посібниках, їхню технічну навчальну діяльність потрібно спрямовувати в русло творчого мислення на основі гуманізації і гуманітаризації (Г.С.Альтшуллер, А.Н.Крилов, В.К.Маригодов, В.О.Моляко, А.І.Половинкін, А.Б.Селюцький тощо). Названі автори, спираючись на психолого-педагогічні дослідження С.Василевського, Т.Рибо, Д.Россмана, П.Якобсона, дійшли висновку, що навчання аналізу і синтезу технічних систем повинно передбачати не лише діалектичний, але і феноменологічний методи пізнання. Вони показали на конкретних психолого-педагогічних при-кладах, що діалектика в пізнанні взагалі і в пізнанні техніки, зокрема, відповідає необхідній умові процесу розв'язку творчих навчальних завдань, а феноменологія робить процес навчання (засвоєння знань) логічно завершеним, замкнутим.

Актуальність феноменологічної проблеми розвитку технічних знань зумовлена рядом обставин, а саме:

1) подальший науково-технічний прогрес як у глобальному масштабі, так особливо в контексті розвитку українського суспільства вимагає від діючої освітньої системи формування у студентів технічних спеціальностей вищих педагогічних закладів освіти не лише загальних, але й творчо-технічних здібностей;

2) нині діюча система вищої технічної освіти робить ставку на розвиток у студентів переважно неевристичного, репродуктивного технічного мислення, що гальмує формування у них креативно-технічних здібностей, а це, у свою чергу, породжує протиріччя між існуючою практикою навчання і навчальними потребами суспільного розвитку;

3) у той же час сучасний рівень наукових досліджень у галузі психології та інших суміжних з нею наук про людину відкриває нові можливості для подолання соціальних протиріч шляхом розробки більш ефективної методики аналізу і синтезу технічних систем, забезпечивши оптимальне співвідношення теорії креативного аналізу і синтезу з концепціями, які сформувалися в межах окремих методик.

Необхідність подолання цих протиріч зумовлює пошук відповіді на ряд конкретних запитань, а саме:

- Яким повинен бути змістовний аспект креативного навчання аналізу і синтезу технічних систем, зокрема, які знання про закони розвитку технічних систем, теорії, методи і прийоми евристичного розв'язку технічних завдань має включати зміст?

- Якими концептуальними положеннями і принципами доцільно керуватися під час розробки змісту креативного аналізу й син-тезу навчальних завдань з курсів "Технічна механіка" і "Основи технічної твор-чості", щоб засвоєння знань було ефективним і результативним?

- Яким повинен бути оптимальний алгоритмічний засіб навчання студентів творчого аналізу і син-тезу механічних і технічних систем?

Поряд з цим зазначимо, що існує ще багато інших причин реалізації процесу креативного аналізу і синтезу навчаль-них творчо-технічних завдань як мети навчання, як методики навчання і відповідної діяльності студентів у вищій школі на практиці, незважаючи на те, що в результаті психологічних (Л.С.Виготський, О.М.Леонтьєв, В.О.Моляко, С.Л. Рубінштейн, В.А.Семиченко, О.К. Тихомирова та ін.) та психолого-педагогічних і дидактичних (Г.О. Балл, С.Я. Батишев, В.І. Качнев, І.Я.Лернер, Н.Г. Ничкало, В.Г. Розумовський, В.К. Сидоренко, М.М. Скаткін, Л.М. Фрідман та ін.) досліджень доведена їхня плідність і перспек-тивність.

Викладене вище зумовило вибір теми дослідження “Теоретичні і методичні основи навчання студентів методів аналізу і синтезу механізмів і машин”.

Зв’язок теми роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційне дослідження є складовою науково-дослідних тем відділу педагогічних технологій неперервної професійної освіти Інституту педагогіки і психології професійної освіти АПН України “Психолого-педагогічні засади реформування організації і змісту діяльності вищої школи в Україні /теоретико-методологічний аспект)”(РК № 0196И008876), кафедри філософії Вінницького державного технічного університету “Філософсько-антропологічні принципи як основа розбудови українського суспільного ідеалу”(90-Д-190 №0197V013141) та кафедри загальнотехнічних дисциплін Вінницького державного педагогічного університету імені Михайла Коцюбинського “Розробка технології навчання з технічних дисциплін”.

Об'єкт дослідження: процес технічно-творчого навчання студентів методів аналізу і синтезу технічних систем у вищих інженерно-педагогічних і педагогічно-індустріальних закладах освіти.

Предмет дослідження: педагогічне проектування змісту і технології навчання студентів творчих методів аналізу і синтезу механізмів і машин у вищих інженерно-педагогічних і педагогічно-індустріальних закладах освіти.

Мета дослідження: теоретичне обґрунтування та експериментальна перевірка принципів, змісту та способів організації навчання студентів методів аналізу і синтезу механізмів і машин під час вивчення “Технічної механіки”, “Теорії механізмів і машин”, “Деталей машин” та “Теорії і методики технічної творчості” у вищих інженерно-педагогічних закладах освіти.

Концепція дослідження. Концепція теоретичних і методичних основ навчання студентів методів аналізу і синтезу механізмів та машин ґрунтується на основних положеннях філософії освіти, теорії виховання, структурно-функціонального і діяльнісного підходів до аналізу і синтезу механізмів та машин, на принципах цілісності та технологічності розвитку технічних систем. Головні положення цієї концепції такі:

1. Впровадження новітніх технологій навчання студентів методів аналізу і синтезу технічних завдань суттєво змінює характер пізнавальної діяльності, вимагає від них загальнонавчальної і спеціальної підготовки, а також творчого підходу до навчального процесу з використанням в ньому евристико-алгоритмічних і аналітико-синтетичних аспектів.

2. Науково обґрунтоване використання інноваційного, розвивального, суб’єктивно-особистісного і творчого підходів у процесі навчання студентів технічних дисциплін розглядається нами як основа дидактичної стратегії у сучасній професійно-технічній і вищій школі. Основа концепції вдосконалення методики навчання студентів технічно-творчого мислення полягає у фундаментальних положеннях теорії розвитку технічних систем, які дозволяють розглядати її як систему творчого навчання, яка ґрунтується на принципах алгоритмічного розв'язку навчальних технічних завдань.

3. Обґрунтування вірогідності навчання студентів “багатоекранної схеми мислення” під час розв’язування навчальних технічних завдань дозволяє оперативно використовувати результати одержаних відповідей для створення нових моделей механізмів і машин та застосування розв’язку в інших видах розробки технічних пристроїв.

4. Впровадження гранично спрощеної схеми розв’язку технічних протиріч у навчальних завданнях на основі динамічності і послідовності дій: проблемна ситуація > міні-завдання > модель завдання  оперативна зона відтворює цілісну систему наукового пізнання в практичних діях сту-дента над завданням, а саме: аналіз технічного завдання > аналіз моделі зав-дання > формування і застосування речовинно-польових ресурсів > застосування інформаційного фонду > аналіз способу усунення фізичного протиріччя > застосування отриманої відповіді > аналіз ходу розв'язку.

5. Загальнопедагогічний підхід впровадження креативного аналізу і синтезу механізмів і машин у вищій школі є ефективним, оскільки він виходить за межі педагогічно-індустріальних та інженерно-педагогічних факультетів педагогічних інститутів та університетів і поширюється на студентів усіх спеціальностей технічних та інженерно-педагогічних закладів освіти, оскільки там детально вивчаються всі предмети загальнотехнічних дисциплін.

Загальна гіпотеза дослідження полягає у тому, що ефективна методика навчання студентів творчих методів аналізу і синтезу механізмів і машин у сучасних соціально-економічних умовах розбудови незалежної України має ґрунтуватися на найсучасніших технологіях навчання.

Загальна гіпотеза конкретизована у таких часткових гіпотезах:

·

·

·

·

Завдання дослідження. Реалізація цілей дослідження зумовила необхідність розв’язання таких завдань:

- проаналізувати сучасний стан і тенденції розвитку теорії і методики викладання технічних дисциплін на інженерно-педагогічних і педагогічно-індустріальних факультетах вищих закладів освіти;

- з'ясувати сутність навчальних технічних завдань як елемента структури технічного знання і методів його побудови (технічних понять, законів, теорій, методів, прийомів, принципів, проблем, ситуацій тощо) у навчанні аналізу і синтезу технічних систем;

- вивчити та виявити особливості психолого-педагогічної діяльності студентів у процесі аналізу і синтезу навчальних технічно-творчих завдань в онтогенезі;

- проаналізувати процес побудови змісту і пошуку розв'язку навчаль-них творчих технічних завдань;

- обґрунтувати змістові теоретичні основи навчання аналізу і синтезу технічних завдань студентів на основі суб'єктно-особистісного підходу;

- теоретично обґрунтувати необхідність трансформації методики навчання студентів методів аналізу і синтезу механізмів і машин, виходячи з свідомого застосування її теоретичних основ;

- уточнити теоретико-змістовий аспект основних понять методики навчання розв'язування творчих технічних завдань, їхніх відношень і кла-сифікацій;

- побудувати концептуальну алгоритмічну модель творчої системи навчаль-них творчих технічних завдань;

- перевірити в процесі експериментального навчання студентів педагогічну ефективність запропонованої методичної системи і розроблених методичних ре-комендацій;

- розробити і впровадити нові програми, сучасні дидактичні засоби, мультимедійні пакети для стаціонарних і заочних систем вивчення технічних дисциплін; а також для системи підвищення кваліфікації фахівців.

Методологічною основою дослідження є загальна теорія пізнання, історія техніки, узагальнений інноваційний педагогічний досвід педа-гогів, учених-теоретиків і практиків, нові навчальні технічні системи навчання студентів на основі історико-генетичного і системно-структурного підходів до вивчення предмета дослідження.

Теоретичну основу дослідження становлять положення та висновки, які стосуються:

-

(А.М. Алексюк, В.А. Афанасьєв, О.С. Анісімова, Г.О. Балл, В.П. Безпалько, А.М. Бойко, Л.Г. Вікторова, Л.С. Виготський, С.У Гончаренко, Ю.А. Конаржевський, Н.В. Кузьміна, О.М. Леонтьєв, В.О. Моляко, С.Л. Рубінштейн тощо);

-

-

-

Методи досліджень. Для розв'язання поставлених завдань, досягнення мети, перевірки гіпотез використовувалася комплексна методика дослідження, зокрема:

- теоретичний пошук: вивчення джерел, матеріалів теоретичних досліджень, аналіз, синтез, абстрагування, класифікація та систематизація теоретичних даних, дедукція, порівняльний аналіз, моделювання методичної діяльності, прогнозуван-ня можливих шляхів її розвитку;

-

Організація дослідження. Дослідження виконувалося у 1987-1999 рр. за такими напрямами та охоплювало ряд етапів науково-педагогічного пошуку:

-

-

-

- на завершальному етапі (1997-1999рр.) створено програму спецкурсу “Сучасна методика розв’язування нетрадиційних технічних завдань”, розроблено методичні вказівки до курсового проекту з курсу “Деталі машин” і вдосконалено програми вивчення курсів “Теорія механізмів і машин” та “Деталі машин” [27, 31-32]; здійснено обробку і систематизацію результатів експериментальної роботи [14]; сформульовано основні висновки і визначено перспективи подальшого наукового пошуку.

Експериментальна база дослідження. Експериментальна робота проводилася на педагогічно-індустріальному факультеті Вінницького державного педагогічного університету імені Михайла Коцюбинського, на механічних факультетах Вінницького державного технічного університету, Вінницького державного сільськогосподарського інституту та інституту післядипломної освіти м. Вінниця. На різних етапах дослідження в експерименті брали участь 450 студентів і 115 викладачів вищих закладів освіти і загальноосвітніх шкіл [1-2].

Наукова новизна отриманих результатів:

- вперше розроблено і теоретично обґрунтовано на основі системного підходу цілісну концепцію методичних основ творчого аналізу і синтезу механізмів і машин в інженерно-педагогічних і педагогічно-індустріальних закладах навчання. Концепція представлена у формі евристично – алгоритмічного оператора навчання, що є основою нової технології розв’язку технічних завдань;

- вперше розроблено методику опорних сигналів аналізу і синтезу механізмів і машин, що використовується під час вивчення основ техніки (“Теорія механізмів і машин”, “Деталі машин”);

- розроблено нову методику розв’язування нетрадиційних технічних завдань на основі теорії розвитку технічних систем за допомогою творчих методів досліджень (“Метод фокальних об’єктів”, “Метод мозкового штурму”, “Метод синектики”, “Морфологічний аналіз” тощо);

- розроблено комп’ютерні програми аналізу і синтезу чотирьох і шестиланкових плоских важільних механізмів на основі класичних методів дослідження (“Аналітичний метод”, “Метод планів швидкостей і прискорень” і “Метод кінематичних діаграм”);

- подальшого розвитку набули положення і методи формування технічного мислення на основі системи КАРУВ.

Теоретичне значення отриманих результатів дослідження полягає в тому, що: 

-

-

-

-

-

-

Практичне значення дослідження. На основі теорії і алгоритму розвитку технічних систем вперше розроблено і запропоновано нову методику аналізу і синтезу механізмів і машин під час розв’язку студентами навчальних технічних завдань.

Розроблено науково обґрунтовані методики з курсів “Теоретична механіка”, “Теорія механізмів і машин”, “Деталі машин”, “Технологія конструкційних матеріалів” і “Гідравліка та гідравлічні машини”, які охоплюють алгоритмічні засоби засвоєння технічних знань. Створено моделі, макети і модульно-рейтингові засади для вивчення сучасної техніки.

Підготовлено авторські програми з курсів “Сучасна методика розв’язування нетрадиційних технічних завдань”, “Теорія механізмів і машин”, “Деталі машин” для підготовки вчителів “Трудове навчання”, “Організатор технічної творчості учнів”, “Обслуговуюча праця” у загальноосвітніх і професійних закладах освіти.

Підготовлено навчально-методичні посібники “Методи аналізу і синтезу механізмів та машин” і “Структурний аналіз і синтез механізмів та машин” для інженерів-педагогів вищих закладів освіти, методичні вказівки і рекомендації щодо організації і виконання курсового і дипломного проектування, вивчення теоретичних основ та проведення практично-лабораторних занять із курсів “Технологія конструкційних матеріалів”, “Теоретична механіка”, “Теорія механізмів і машин” і “Деталі машин”.

На основі узагальнення результатів проведеного дослідження обґрунтовано науково-методичні засади навчання студентів технічно-творчого мислення.

Впровадження результатів дослідження. Результати виконаних досліджень впроваджено в практику роботи Вінницького державного педагогічного університету, Вінницького державного технічного університету, Вінницького державного сільськогосподарського інституту (акти і довідки про впровадження: Вінницький державний педагогічний університет – від 07.09.1999р.; Вінницькому державний технічний університет – від 25.02.2000р.; Вінницький державний сільськогосподарський інститут від - 27.10.1999р.);

Результати дослідження можуть бути використані авторами при розробці підручників та збірників технічних завдань і дидактичних матеріалів; методистами - при вдосконаленні навчальних і методич-них посібників та рекомендацій; при удосконаленні методики формування, розвитку і засвоєння технічно-творчих знань як у вищій, так і в загально-освітній школі відповідно до визначеної в дисертації стратегії творчого алгоритмування навчального матеріалу технічних завдань і відповідної стратегії творчого пошуку ідеально-кінцевого результату отриманої відповіді.

Особистий внесок дисертанта. Розробка концепції, методики і програми дослідження, підготовка експериментальних матеріалів і проведення дослідження, обробка емпіричних даних, формулювання нових положень і висновків, розробка і впровадження у навчальний процес алгоритмічної системи творчого підходу до розв’язування нетрадиційних навчальних технічних завдань, оцінка і критерії застосування одержаної відповіді оптимального роз’язку навчального завдання тощо.

Вірогідність отриманих результатів дослідження підтверджується адекватністю використаних методів меті та завданням проведено-го дослідження; об’єктивним аналізом здобутих результатів; різнобічною апробацією основних положень дисертації в педа-гогічному експерименті, методичною реалізацією методичних розробок і рекомен-дацій у процесі вивчення загальнотехнічних і спеціальних дисциплін у вищих і загальноосвітніх закладах освіти.

На захист виносяться:

1. Теоретично обґрунтована та експериментально перевірена методична концепція побудови моделі навчання сту-дентів творчих методів аналізу та синтезу механізмів і машин у вищій школі.

2. Модель дидактичної системи: аналіз завдання  аналіз моделі завдання  визначення оптимального результату розв’язку і технічного протиріччя 

застосування малоємних речовинно-польових та інформаційних засобів для отримання відповіді  зміна або заміна завдання (перехід від аналізу механічної системи завдання до підсистеми або надсистеми)  аналіз способу усунення фізичного протиріччя  застосування отриманої відповіді  аналіз ходу розв'язку.

3. Науково обгрунтована методика навчання студентів творчих методів аналізу і синтезу механізмів і машин на основі застосування законів розвитку технічних систем.

4. Узагальнений евристично-алгоритмічний підхід до структурного, кінематичного та динамічного аналізу і синтезу навчальних технічних завдань, а також комплексний метод аналітичної, оперативної і синтетичної стадій творчого розв’язку навчальних технічних завдань.

5. Методи систематизації технічних ідей і прин-ципи застосування їх у творчій діяльності студента.

Апробація результатів дослідження. Основні теоретичні, методологічні і практичні результати проведених досліджень, а також концептуальні положення і загальні висновки були представлені у вигляді доповідей і повідомлень на 25 науково-практичних і науково-методичних конфе-ренціях різного рівня: міжнародних (Вінниця, 1998р.; Чернівці-Київ, 1996р.; Вінниця, 1996р.; Київ, 1996р.; Вінниця, 1994р.; Тернопіль, 1993р; Вінниця, 2000р.; Львів, 1998р; Харків, 2000р.;) рес-публіканських і всеукраїнських (Харків, 1994р.; Вінниця-Бар, 1994р.; Умань, 1993р.; Бердянськ, 1993р.; Вінниця, 1992р.; Рівне, 1991р.; Рівне, 2000р.; Херсон, 2000р.;) ряді міжвузівських, міжрегіональних і звітних наукових конференціях (Вінницький державний педагогічний університет, Вінницький державний технічний університет, Вінницький державний сільськогосподарський інститут, Національний педа-гогічний університет ім. М.П. Драгоманова, м. Київ та ін.).

Результати дослідження були апробовані в процесі читання лекцій, проведення практичних і лабораторних робіт, керівництва курсовими і дипломними проектами студентів з дисциплін “Теоретична механіка”, “Теорія механізмів і машин”, “Опір матеріалів”, “Деталі машин”, “Технічна творчість учнів”, “Сучасна методика розв’язування нетрадиційних технічних завдань”.

Результати дослідження висвітлені в наукових публікаціях автора (понад 60), а також використані під час створення дидактичних засобів навчання з вдосконалення вивчення загальнотехнічних дисциплін (лекції; практичні, лабораторні, курсові й дипломні роботи). Результати дослідження частково апробовані в Чернівецькому державному університеті та Рівненському державному педагогічному університеті.

Кандидатська дисертація на тему “Дослідження амплітудно-часової залежності внутрішнього тертя в алюмінії і його сплавах” захищена 1986 році. Матеріали кандидатської дисертації у тексті докторської дисертації не використано.

Публікації. З теми дисертаційного дослідження автором опубліковано 60 праць, з них 38 написано без співавторів, у тому числі: 1 монографія (1999р., 16,74 авт. аркушів, тираж 500 прим.), 1 навчально-методичний посібник, 1 навчальний посібник, 11 навчально-методичних брошур, 21 стаття у провідних наукових фахових журналах та збірниках наукових праць, а також 23 статті у збірниках матеріалів конференцій, 2 статті у збірниках наукових праць.

Структура і обсяг роботи. Дисертація складається із вступу, п'яти розділів, висновків до розділів, загальних висновків, списку використаної літератури (574 назви, з них 33 іноземними мовами) і п’яти додатків на 56 с. Загальний обсяг дисертації - 478с., з яких 378 с. основного змісту (16,6 авт. аркушів); містить 106 рисунків на 96с., що включають 94 схеми, 9 діаграм, 3 графіки; 8 таблиць на 6с.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі подано обґрунтування актуальності виконаного дослідження, аналізується загальний стан розробки загальнотеоретичних основ методики навчання студентів методів аналізу і синтезу механізмів і машин у вищій школі, визначено мету, об'єкт, предмет і завдання дослідження, сформульо-вано його методологічні основи та методи, гіпотезу і концепцію, розкрито наукову новизну, теоретичне і практичне значення роботи, викладено форми апробації та впровадження результатів дослідження, їхню вірогідність.

У першому розділі дисертації - "Передумови створення теоретичних ос-нов методики креативного аналізу і синтезу механізмів та машин" (с. 12-65) - розкри-вається сутність історичного становлення і розвитку методів аналізу і синтезу ме-ханізмів та машин як передумови визначення їхніх науково-теоретичних основ. Відзначається технічна діяльність у розвитку суспільства, що займає одне з цен-тральних місць у сучасній культурі.

Створення нових малих підприємств, фермерських господарств, колектив-них сільськогосподарських підприємств (КСП) та ін. вимагає від суспільства кваліфікованих, не тільки юридично або економічно, але технічно грамотних працівників. Вимоги, які визначає науково-технічний прогрес перехідного періоду розвитку українського суспільства, полягають у забезпеченні як кількісного, так і якісного стрибка в пошуку раціональних методів розвитку технічних систем.

В історії найбільш чітко висвітлені лише два моменти, що характеризують суть збагачення людства в процесі технічного розвитку. З одного боку, арсенал окремих галузей промисловості технологічними прийомами, які грунтувалися на тих або інших мето-дичних і наукових принципах. З іншого боку, в своєму історичному розвитку лю-дина вдосконалювала конструктивне оформлення знарядь і машин, які застосову-валися для проведення виробничих процесів.

Для методики навчання студентів методів аналізу і синтезу механічних пристроїв пріоритетне значення має вивчення систематики технологічних прийомів і в меншій мірі - конструктивні форми, в яких втілювались ці прийоми. Але незалеж-но від того, як впроваджувалися наукові принципи під ті чи інші технологічні й методичні прийоми в історії людства, і незалежно від того, як використовуються ці прийоми і методи в сучасному розвитку технічних систем, методична основа їх формування і розвитку повинна бути належним чином вивчена, оскільки в нових умовах, на новому етапі розвитку виробничих сил і технічних засобів виробництва ці методи і прийоми у раціонально перетвореному вигляді можуть бути з користю використані повторно.

Історія техніки дає нам картину такого розвитку, яка здійснюється з постійним поверненням, на новій основі, до старих принципів, прийомів і методів. Під час вивчення методики і принципів технічних систем, розкриваючи форми їх руху в примітивних знаряддях попередніх епох, ми можемо повернутися до них знову, впровадити їх у сучасних знаряддях із сучасних ма-теріалів і двигунів.

Зазначимо, що думка про необхідність розробки ефективних методів аналізу і синтезу технічних систем і розв'язку творчих завдань висловлювалася давно, ще з часів стародавнього грецького математика Паппа, в творах якого вперше зустрілося слово "евристика". Однак лише в середині XX ст. стало очевидно, що умови створення таких методів не тільки бажані, але і необхідні. Поява методів активізації перебору варіантів - знаменна віха в історії людства. Вперше було до-ведено на практиці можливість - нехай і в обмежених рамках - керувати творчим процесом. А. Осборн, Ф. Цвіккі, У .Гордон показали, що здатність розв'язувати творчі технічні завдання безпосередньо пов'язана з розвитком навчання. Ці вчені своїми працями підірвали міф про "осяяння", що не піддається керуванню і відтворенню. На основі проведеного педагогічного експерименту ми прийшли до висновку, що ефективність знаходження шляхів розв'язку технічного завдання, звичайно, залежить і від вибору стратегії, і від наявності засобів, які його ре-алізують. Проте значення того та іншого не рівноцінне. Неправильно вибраний шлях розв'язку, активність, спрямована за цим неправильним шляхом, часто заводить у глухий кут. Тому головна увага повинна приділятися стратегічним методам, вони повинні стати основоположними в методах аналізу і синтезу технічних сис-тем. На місце методів активізації, які виявилися неефективними для пошуку ідеально-кінцевого результату навчально-технічного завдання, з'являється нова конструкторсько-творча методика КАРУВ (В.О. Моляко), яка одночасно є навчально-тренінговою в цілому і стимулюючою щодо окремих циклів творчого розв’язку завдань. Дана система ефективно застосовується як для індивідуальної, так і для колективної діяльності. Вона передбачає різноманітні модифікації залежно від конкретних умов застосування: розв’язку одного завдання, розв’язку серії завдань, систематичного розв’язку технічних завдань та ін. Водночас автори (Г.С Альтшуллер, П.Р. Амнуєль, Г.О. Балл, І.Л. Вікентьєв, Ю.В. Горін, Б.Л. Злотін, Н. Нарбут, А.Б. Селюцький, A.I. Половинкін, Л.М. Фрідман та ін.) розробили теорію розв'язку творчих завдань (ТРТЗ). Вона замінила фор-малізацію окремих прийомів, ситуацій, навичок джерелом творчих ідей. Проведений нами експеримент на предмет розвитку творчої діяльності студентів під час розв’язування нетрадиційних технічних завдань засвідчив, що ТРТЗ відкриває принципово інший, новий рівень творчості - не от-римання окремого технічного розв'язку, а утворення принципів, з яких виникають "грони" технічних розв'язків. Ці принципи в навчальному процесі ще не вдосконалені, мають свої недоліки і переваги.

Переваги: вони дозволяють розв'язати технічні завдання на основі законів розвитку технічних систем; підвищують ККД студента під час розв'язку складних творчих завдань; спираються на широкий досвід учених, винахідників, педагогів, філософів, фізиків та ін.; швидко розвиваються, виявляються продуктивними в нетехнічних галузях (педагогіка, соціологія та ін.); викликають у студента почуття впевненості.

Недоліки: вони важкі для засвоєння, вимагають постійної підтримки творчої форми; поки що недостатньо розроблені у конкретних галузях науки і виробниц-тва, наприклад, технічній механіці, радіотехніці, електромеханічній промисловості тощо; дають лише ідею розв'язку, а не структурну або принципову його схему (що в багатьох випадках пропонується в інших методах).

Результати дослідження на основі діяльнісного підходу дозволяють запро-понувати творчу, алгоритмічно неформалізовану методику викладання змісту цик-лу загальнотехнічних дисциплін на суб'єкт-суб'єктній основі та виявити з ура-хуванням цього основні напрями вдосконалення формування технічних знань студента на сучасному етапі.

У другому розділі – “Загальнотеоретичні основи методики навчання студентів аналізу і синтезу механізмів і машин у вищій школі" (с.70-194 ) - досліджено узагальнюючу некласичну модель методологічних, дидактичних, логіко-психологічних, психолого-педагогічних основ формування, розвитку, засвоєння та передачі технічних знань. Викладено результати педагогічного експерименту з основ аналізу і синтезу простих важільних механізмів у навчальному процесі як елемент знання їх побудови і руху в уявленні студентів. Висвітлено особ-ливості моделі побудови змісту і ходу розв'язку навчального технічного завдання. Окреслено загальні ознаки і відмінні риси понять "аналіз" і "синтез", "проектування" та "конструювання", "вхідна" і "вихідна", "ведуча" і "ведена" ланки тощо. Проаналізовано проблеми структури процесу засвоєння сучасного знання у змісті циклу дисциплін "Технічна механіка".

Розкрито особливості етапів відбору навчального матеріалу, а саме: Які технічні дисципліни і в якій послідовності потрібно вивчати? Як виразити зміст навчальної інформації про знання, що підлягають обов'язковому засвоєнню кожної технічної дисципліни, кож-ної теми і кожного конкретного питання? Як визначити рівень необхідних знань і як відобразити цей рівень у навчальній програмі? Як на основі дидактичних принципів забезпечити засвоєння цієї програми студентами? Як забезпечити взаємозв'язки між частинами і цілим, між окремим і загальним, між поняттями і темою чи всією дисципліною, що вивчається?

Показано, що звичайною ланкою від розв'язку проблем структури за-своєння термінів і понять до засвоєння фізичних і технічних явищ, розв'язку про-тиріч у змісті технічних дисциплін є структура опорних сигналів (рис.1). Запропонована методика допомагає викладачам технічних дисциплін опа-нувати новими прийомами роботи, за допомогою яких можна значно активізувати діяльність мислення студентів і дати їм в руки такий навчальний посібник (опорні сигнали, картки-завдання, спеціальні вправи та графічні завдання), які б викликали особливу зацікавленість у засвоєнні матеріалу, створювали б гру уявлень і сприяли творчій діяльності студентів.

Рис.1. Схема опорного сигналу до теми “Кінетостатика плоско - важільних механізмів”

На основі структурних схем системи навчання у розділі висвітлено методологічні проблеми побудови наукового технічного знання у змісті циклу дисциплін "Технічна механіка".

Показано, що розробка методології технічно-творчого мислення (МТТМ) зумовлена труднощами розв'язку технічних завдань. Особливості розв'язку таких завдань зумовлені двома ознаками - невизначеністю зони пошуку і багатоваріантністю розв'язків. Але і це ще не все. Головна причина зростання складності сучасних технічних завдань схована в безперервному підсиленні взаємозв'язків окремих елементів системи, які включають, крім технічних, також проблеми екологічні, економічні, соціальні, ідеологічні тощо.

Створення методики, яка забезпечує можливості пошуку розв'язку завдань на основі аналізу чи синтезу закономірностей розвитку механічних систем з урахуванням можливих впливів отриманих розв'язків на навколишнє середовище і саму людину, - це актуальне завдання сучасної технічної освіти.

Отже, коли мова йде про вибір найбільш перспективного напряму підвищення ефективності