МЕТОДИЧЕСКАЯ РАЗРАБОТКА «Методы и формы развития технического творчества, применяемые при работе электротехнического кружка

Министерство образования и науки Челябинской области

Государственное образовательное учреждение среднего профессионального образования (среднее специальное учебное заведение) «Чебаркульский профессиональный техникум»

МЕТОДИЧЕСКАЯ РАЗРАБОТКА

«Методы и формы развития технического творчества, применяемые при работе электротехнического кружка»

Разработал: Невраева Н.В., преподаватель общетехнических и специальных дисциплин

2015 г.

введение

Современный этап научно-технического прогресса, коренные изменения, происходящие в технике и технологии, требуют от рабочего не только определенных профессиональных навыков, но и подвижности трудовых функций, способности адаптироваться к новым условиям труда, мобильного переключения на новую технику и технологию.

Чтобы молодой рабочий, освоивший конкретную профессию, мог успешно использовать приобретенные профессиональные умения и знания на уровне требований, предъявляемых к нему современным производством, он должен обладать развитым техническим мышлением и творчески относиться к труду.

В наш век бурного развития техники не просто найти такие формы обучения, с помощью которых вместе с приобретением умений и знаний можно было бы создать условия для массового развития творческих задатков обучающихся на уроке. На сегодняшний день эта задача более успешно решается в индивидуальном порядке во время лабораторно-практических работ и отчасти на уроках, методом использования различных проблемных ситуаций.

Наилучшей же формой приобщения к техническому творчеству пока остается кружковая работа, которая проводится в масштабе всего техникума и, в частности, отдельной учебной группы. Как же следует вести работу в кружке? Ответом на этом вопрос может служить вариант работы электротехнического кружка.

Электротехнический кружок объединяет группу обучающихся, овладевающих профессией «Электромонтер по ремонту и обслуживанию электрооборудования». Кружок открыт для всех. Ребята, работающие в нем, не принадлежат к числу одаренных или отлично знающих предмет, Разумеется, склонных к техническому творчеству в кружке большинство.

Основными направлениями в кружке являются:

• решение технических задач;

• изготовление учебно-наглядных пособий и интересных самоделок;

• подготовка и проведение технических олимпиад, выставок.

Для преподавателей и мастеров производственного обучения большое практическое значение имеет знание путей и средств развития технического мышления и технического творчества обучающихся. В данной работе раскрыты некоторые методические приемы и интересные формы работы по развитию у обучающихся технического мышления и технической самодеятельности, применяемые при работе электротехнического кружка.

1. Развитие у обучающихся интереса к творчеству

Общего метода решения проблемы развития интереса обучающихся к техническому творчеству в педагогической и методической литературе пока нет.

Одной из форм развития интереса к техническому творчеству могут являться занимательные научные и технические задачи. Систематические упражнения в их решении способствуют развитию конструкторской мысли и являются первым шагом к серьезной работе будущего рационализатора.

Задачи, возникающие в процессе технического творчества, как правило, нестереотипны. Приведем некоторые примеры технических задач, которые можно использовать как на занятиях кружка, так и на уроках технологии, электротехники (варианты решения задач, предложенные обучающимися, смотри в приложении 1).

Задача № 1. При медленном нажатии или отпускании электрической кнопки 2 (см. рис.1) между контактами 1 и 3 возникает электрическая дуга, что приводит к их обгоранию. Как должна быть устроена кнопка, в которой замыкание и размыкание контактов осуществляется мгновенно, независимо от скорости нажатия или отпускания?

Задача № 2. Как должен быть устроен электофлюгер, чтобы можно было, не выходя из помещения, узнать не только направление ветра и его силу?

Задача № 3. В приводе автоматически открывающихся дверей применяют реверсивный электродвигатель. При вращении его якоря в одну сторону дверь открывается, в другую - закрывается. Предложите конструкцию механизма, в котором открывание и закрывание производятся нереверсивным электродвигателем,

Задача № 4. Как должен быть устроен механизм кнопочного переключателя, чтобы при нажатии одной кнопки другая, ранее нажатая, возвращалась в исходное положение, т.е. выключалась?

Рис.1. К задаче № 1

В каждом конкретном случае необходимо помочь обучающимся увидеть большое многообразие путей для реализации замысла конкретной практической задачи. Это, в свою очередь, способствует поддержанию постоянной творческой атмосферы поиска в коллективе кружка.

Решение технических задач осуществляется чаще всего следующим образом:

• обучающийся сам определяет и формулирует суть задачи (руководитель при
  этом наблюдает, как и на каких этапах, он это делает);

• нужная формулировка приближена к обучающемуся в виде другой, вспомогательной задачи, которая предлагается преподавателем в определенные моменты, на ранних и поздних этапах решения основной технической задачи;

• обучающемуся предлагается какой-то один «элемент» решения, дается определенный поворот мысли, помогающий уяснить суть технической задачи, своего рода подсказка, которая вводится на разных этапах работы.

Приступая к решению любой задачи, человек опирается на свой предыдущий опыт, т.е. пытается решить ее теми способами, которые ему уже известны. В том-то и смысл накопления опыта, что он позволяет не решать каждую задачу заново. Однако оптимальное решение не всегда находят в прошлом опыте. Преподавателю необходимо иметь в виду эту особенность творческого мышления. Существую различные помехи, тормозящие или сильно мешающие творческому процессу, например, такие, как психологическая инерция мышления.

Психологическую инерцию мышления может характеризовать выражение «идти по проторенной дорожке». Определенные обстоятельства усиливают психологическую инерцию или состояние напряжения, привычки списывать. Бороться с этой трудностью относительно легко, если постоянно напоминать о ней и чаще ставить задачи на смекалку. Приведем несколько таких популярных задач.

Запишите первые слова, которые возникнут в вашей памяти при чтении следующего текста: великий русский поэт, фруктовое дерево, крупное домашнее животное, домашняя птица.

Два путника одновременно подошли к реке и просят у рыбака лодку, чтобы переехать на другую сторону. Рыбак дал лодку, но с условием, чтобы в ней ехал только один человек, и потом ее вернули на то место, откуда взяли. Требуется объяснить, как путникам удалось все это сделать.

Ответы: 1) Пушкин, яблоня, корова, птица; 2) Путники подошли к реке с двух сторон.

Если Ваши ответы не совпали с предложенными, тем лучше, Вы преодолели «инерцию мышления».

Такие задачи иногда помогают в определенном смысле снять напряжение, которое может возникнуть при решении трудных для обучающихся технических задач. Поэтому некоторые занятия кружка нужно начинать с решения подобных задач. Опыт показывает, что неожиданное, необычное начало каждого занятия в значительной мере способствует поддержанию высокого темпа в течение всего занятия. Обучающиеся, приходя на занятия, привыкают быть в постоянном ожидании необычного поворота событий и часто сами пытаются искать необычные нестандартные решения технических задач, т.е. у них развивается одно из качеств, присущих рационализаторам, изобретателям, исследователям - оригинальность мышления.

Сейчас с полной уверенностью можно утверждать, что обучение обучающихся решению производственно-технических задач позволяет значительно расширить их технический кругозор, способствует формированию и развитию технических способностей.

2. Развитие творчества обучающихся при изготовлении учебных пособии и технических устройств

В работе кружка технического творчества много времени уделяется созданию приборов, приспособлений, макетов, моделей, которые можно использовать и в учебном процессе. Увлечет ли ребят такая работа, явится ли она стимулом для технического творчества, во многом зависит от методов работы преподавателя. Например, обучающийся сделал прибор или модель. Увидев их на уроке, он в полной мере ощутил полезность своего труда, ему хочется сделать что-нибудь еще более совершенное и интересное. Но стоит относиться к работе ученика небрежно, не применять изготовленное им пособие, как у него тут же пропадает интерес к техническому творчеству, и развивать этот интерес снова почти невозможно. Качество выполнения моделей приборов должно быть отличным.

При выдаче очередного задания руководитель кружка должен считаться со способностями обучающегося, но, тем не менее, сложность заданий должна постоянно «обгонять» эти способности. Это заставляет обучающийся углублять свои знания. Очень важно, чтобы руководитель кружка обладал способностью работать с обучающимися, не посягая на их самостоятельность, творческую инициативу. Для этого необходима большая выдержка и вера в ребят.

Часто обучающихся увлекает работа над моделями технических установок, конструкции которых можно внести нечто свое, новое. В этом случае целесообразно использовать такой метод. В беседе выясняется принцип действия серии однотипных приборов, а затем предлагается применить этот принцип действия к конструированию нового прибора. Обучающимся не рекомендуется ни литература, ни варианты моделей подобных конструкций, им представляется широкая возможность для творческих исканий.

Так, например, после изучения темы «Электромагнитные силы» обучающимся предлагается сконструировать установку для демонстрации принципа действия электродвигателя и правила левой руки (см. приложение 2), свой электродвигатель переменного тока.

Ориентирование обучающихся на изготовление известных устройств по готовым образцам не обеспечивает развитие их способностей. Создание творческих объектов не самоцель. Главное обеспечить развитие технических творческих способностей обучающихся. Определенный педагогический эффект может быть достигнуть при использовании следующего методического приема: прежде чем приступить к изготовлению объекта, необходимо привлечь обучающихся к творческому процессу его конструирования. Каждому кружковцу следует предложить сконструировать этот объект, подготовить эскиз, составить принципиальную электрическую схему. Все это обучающийся может выполнить самостоятельно. В процессе работы все обучающиеся могут консультироваться с преподавателем, чтобы проверить правильность составления электрической схемы.

Приступая к изготовлению объекта, следует организовать коллективное обсуждение предложенных вариантов, проверить схемы, произвести экономическую оценку предложенного конструкторского решения задания, подвести обучающихся к выбору оптимального решения.

Рассмотренный прием был использован, например, при создании светильника «Робот» (см. приложение 3). Этот светильник был выполнен после прохождения темы «Монтаж осветительных электроустановок».

Необходимо отметить, что в кружке занимаются обучающиеся всех курсов, что не позволяет должным образом развивать технические способности и формировать интересы первокурсников, т.к. они в основном привлекаются к работам репродуктивного характера. Но тем не менее даже при изготовлении пособий или устройств по известным электрическим схемам и чертежам могут проявляться элементы творчества, связанные с выбором материала, сбором электрической схемы, с усовершенствованием конструкции прибора. Так, одним обучающимся в журнале была найдена схема звуковой приманки для рыб, разработанная американской фирмой. В результате работы схема была упрощена, собрана и испытана (см. приложение 4). Другим обучающимся в сети Интернет была найдена информация о трансформаторе Тесла, которая вызвала интерес. Стали знакомиться с научными открытиями в области физики и техники. В результате была собрана и испытана установка - качер Бровина, которую стали использовать для демонстрации электрической дуги (см. приложение 5).

Таким образом, в совместном процессе технического творчества педагог стимулирует развитие технической активности обучающихся, на конкретных примерах помогает воплотить в действующих объектах их первые зрелые мысли. Все это способствует развитию технического творчества на уровне современных требований педагогики.

3. Показ результатов творчества обучающихся

Немаловажную роль в развитии интереса к техническому творчеству играет и подведение итогов работы обучающихся в кружке. При этом необходимо обратить внимание на анализ следующих моментов:

• успехи кружковцев (продумать возможности поощрения лучших обучающихся);

• ошибки наиболее характерные для большей части кружковцев, их причины и возможные способы преодоления;

• перспективы дальнейших занятий.

По результатам выполненных в кружке работ целесообразно организовывать выставку. При этом каждый экспонат нужно сопроводить пояснительной запиской. Подведение итогов можно организовать в форме защиты проектов, рефератов.

Показ результатов творчества обучающихся в электротехническом кружке можно организовать и в виде итогового занятия, состоящего из двух частей. Первая часть, как правило, сообщения (доклады) обучающихся. Тема докладов должны быть актуальны, а сами доклады насыщенными яркими и красочными примерами. Вторая часть демонстрация приборов, моделей, устройств, собранных или сконструированных обучающимися.

Например, итоговое занятие, посвященное электромеханическим преобразователям энергии, включало в себя:

1. доклады;

• «Трехфазный двигатель и 220 В»

• «Усовершенствованные конструкции двигателей и генераторов»

• «История изобретения электродвигателя»

2. демонстрации:

• принципа действия двигателя и использования правила левой руки;

• включение трехфазного электродвигателя в однофазную сеть;

• двигатель переменного тока (самоделка);

• лабораторного щита для определения фаз, начал и концов обмоток.

Заключение

Интерес к творчеству воспитывается, начиная от эмоционального, подкрепленного знаниями интереса через конкретное желание подражать сверстникам - творцам новых приборов и моделей машин - и кончая решением технических задач и противоречий, требующих дополнительных умений и знаний, творческой целеустремленности. Процесс воспитания интереса к техническому творчеству сложен. На определенном этапе обучающийся ощущает как бы барьер, который кажется ему непреодолимым: возникающие у него технические замыслы вступают в противоречие с недостаточными теоретическими знаниями, слабо развитыми умениями и навыками для воплощения идеи. Этот этап следует предусмотреть. При постоянном педагогическом воздействие, когда творческий интерес развивается вместе с общей технической эрудицией и мастерством, барьера может и не быть.

Занятия с обучающимися техническим творчеством позволяют сделать следующие выводы:

1) повысился интерес к техническим вопросам, что отмечают и мастера производственного обучения;

2) обучающиеся работают более активно и целеустремленно на уроках профессионального цикла;

3) больше внимания уделяется практическим вопросам: обучающиеся расспрашивают мастеров, работников предприятий (наставников), анализируют ответы, делают собственные выводы;

4) возрос интерес к техническому творчеству: обучающиеся активно принимают участие в пополнении кабинета электротехники действующими моделями и стендами для демонстраций и выполнения лабораторных работ;

5) обучающиеся учатся обосновывать и отстаивать свое мнение, личность
обучающегося раскрывается полнее.

Занятия с обучающимися техническим творчеством требуют времени, терпения и немалого труда. Но зато, какое удовлетворение получаешь, когда твой ученик успешно освоив профессию, отлично показывает себя на экзаменах, а затем и на самостоятельной работе.

Приложение 1

Решения на технические задачи, предложенные обучающимися

Задача № 1. Контакты 1 и 4 неподвижны (см. рис.1). При нажатии на кнопку 3 они замыкаются перемычкой 5, которая перебрасывается из крайнего нижнего в крайнее верхнее положение и обратно в тот момент, когда ее «усики» 6 проходят через неустойчивое среднее положение. Размыкаются контакты при отпускании кнопки 3 под действием пружины.

Рис. 1. К решению задачи 1

Задача № 2. Ось 2 флюгера 3 (см, рис. 2) несет реостат 1, подвижный контакт которого связан с пластиной 4. когда ветра нет, пластина 4 находится в исходном положении и подвижный контакт не соприкасается с обмоткой реостата. Как только подует ветер, пластина 4 начнет отклоняться и включит реостат. Чем сильнее ветер, тем на больший угол отклониться пластина 4; сопротивление реостата 1 уменьшится, и вольтметр покажет большее напряжение. Шкалу вольтметра следует заменить отградуированной (как указано на рис.2)

Рис.2. К решению задачи 2

Задача № 3. Механизм автоматического открывания дверей (см. рис.3) состоит из диска 1 с кривошипным пальцем 2 и тяги 3 шарнирно соединенной с дверью 4. диск 1 приводится во вращение от электродвигателя через понижающий редуктор (на схеме не показан). При вращении электродвигателя диск 1 начинает поворачиваться и тяга 3 открывает дверь. Максимальное открытие двери наступит при повороте диска на 180, когда тяга 3 перейдет из положения АВ в положение А1Вк При дальнейшем вращении диска в ту же сторону дверь закроется.

Рис. 3. К решению задачи 3

Задача № 4. Один из вариантов механизма кнопочного переключателя показан на рис.5

Рис.4. К решению задачи 4

Приложение 2

Демонстрация принципа действия электродвигателя и использования

правила левой руки

Необходимые материалы и детали:

• Подковообразный магнит- 1

• Гальванический элемент -1

• Выключатель - 1

• Медный провод диаметром 0,6 или 0,8 мм длиной 45 см -1

• Деревянные планки и листовой металл для крепления магнита и проволочной рамки

Устанавливаем магнит так, чтобы один из его полюсов располагался непосредственно над другим. Из медного провода делаем рамку и ее концы вставляем в отверстие консольных держателей, так чтобы рамка могла свободно перемещаться между полюсами магнита. В стационарном состоянии горизонтальный проводник рамки должен располагаться посередине между полюсами. Пользуясь гибким проводом, соединить концы рамки последовательно с выключателем и гальваническим элементом. Когда все соединения будут выполнены, замкните на мгновение контакты выключателя. Почему проволочная рамка начинает качаться?

Приложение 3

Светильник «Робот»

Последний штрих

Работает!

Приложение 4

Звуковая приманка для рыб

В этом устройстве могут быть применены низкочастотные маломощные п-р-п транзисторы МП111 - МП113 или высокочастотные КТ315 с любым буквенным индексом. В качестве громкоговорителя можно применить любой телефонный капсюль с сопротивлением обмотки около 75 Ом после небольшой переделки, связанной с тем, что звукопередача от мембраны должна осуществляться непосредственно в воду. Остальные данные приведены на схеме.

Некоторые породы рыб часто проявляют интерес к различным звукам под водой. Одна из американских фирм выпускает для любителей-рыболовов специальный прибор с небольшим громкоговорителем. Все устройство, представляющее собой звуковой генератор, размещено в водонепроницаемой коробке, которую опускают под воду.

Генератор собран на двух транзисторах, нагрузкой его служит динамический громкоговоритель с сопротивлением звуковой катушки 75 Ом. С помощью двух переменных резисторов КЗ и К4 изменяю частоту звуковых колебаний, и таким образом выбирают звук наиболее привлекательный для рыб.

Приложение 5

Качер Бровина

Артем Пичугин - наш «Кулибин»

А лампа светится!