Главная    Инструменты    Учеба    Формирование навыков дивергентного мышления в процессе преподавания технических дисциплин

Формирование навыков дивергентного мышления в процессе преподавания технических дисциплин

Резчикова Е.В.

Доцент каф. ИУ4 "Проектирование и технология производства электронно-вычислительных средств"
МГТУ им. Н.Э. Баумана

При подготовке специалистов в области конструирования и производства электронной техники преподаватели технических ВУЗов сталкиваются с проблемой: учебные часы курсов практически не меняются, а объем информации в электронике быстро увеличивается. Это требует нового подхода к обучению инженеров. Также необходимо учитывать, что более конкурентны специалисты, имеющие навыки применения творческих стратегий для принятия решений.

Считается, что в основе креативного мышления лежат дивергентные свойства - способность выдвигать много в равной мере правильных идей относительно одного и того же объекта, технической задачи. Дж. Гилфорд различал два типа мыслительных операций: конвергенцию (нахождение единственно верного решения) и дивергенцию (варьирование путей решения и множество правильных ответов).

В изобретательской инженерной практике применяется большое количество методов поиска новых технических решений (МПНТР). Иррациональное дивергентное мышление можно тренировать при помощи мозгового штурма и синектики, рациональные стратегии хорошо представлены морфологическим анализом. Разработанная в России Теория решения

Рис. 1. Схема процесса а) дивергентного и б) конвергентного мышления

изобретательских задач (ТРИЗ) является комплексным методом, сочетающим рациональные и иррациональные приемы генерации решений. Из ТРИЗ для исследования технических задач были выбраны вепольный анализ и приемы разрешения технических противоречий (в настоящее время выделено 50 приемов).

Для формирования навыков дивергентного мышления у студентов, обучаемых кафедрой ИУ 4, была разработана и опробована в течение ряда лет сквозная методика, имеющая трехступенчатый характер.

Первый этап (3-й год обучения) - курс лекций ТПЭА (Технология производства электронной аппаратуры), построенный по вепольному принципу. В каждой теме формулируется набор характерных технических противоречий. На семинарах дается вепольный анализ, приемы разрешения технических противоречий и морфологический анализ. По каждой теме сформирован набор индивидуальных заданий, увязанных с разделами курса. Отработка практических навыков выработки множества решений технической задачи происходит в процессе выполнения контрольной работы.

Второй этап (4-й год обучения) - курс лекций по ММ (Микроячейки и микроблоки), построенный с учетом законов развития технических систем. На семинарах отрабатываются навыки построения поля технических решений на основе морфологического анализа. Дается методика оценки технического уровня изделий.

Третий этап (6-й год обучения) - курс лекций по СОПС (Синтез объектов промышленной собственности и их правовая защита), в котором представлен широкий спектр МПНТР (наряду с ТРИЗ, даются метод Коллера, ФСА, МФО, МКВ, синектика, метод случайного стимула и некоторые другие). Дивергентное мышление отрабатывается на семинарах по мозговому штурму ("метод блокнота", "диверсионный" анализ), методу контрольных списков (МКС) и методам ТРИЗ при решении технических задач.

По результатам выполненных студентами контрольных работ выставляется комбинированная оценка, состоящая из числа и буквы. Число означает количество предложенных вариантов решения задачи, а буква - степень ее технической проработки ( в, с, н - высокая, средняя, низкая). Проверка работ на тему "Форсирование веполей очистки изделий ЭА" дало разброс оценок от "6в" до "2с".

Практические навыки, полученные на лекциях, закрепляются на 6-м курсе при выполнении курсовой работы. Она заключается в том, что преподаватель выдает задание в виде специальным образом сформулированной технической задачи в рамках получаемой специальности и методические материалы, и студент должен решить свой вариант задачи, предложив ее решение на уровне изобретения. Курсовая работа - это описание изобретения и формула, составленные в соответствии с Российским патентным законодательством.

Отдельно рассмотрен вопрос контроля уровня креативности полученных студентами решений.

Наиболее перспективной и интересной для исследования технического творчества представляется концепция креативности В.Н.Дружинина и Н.В.Хазратовой [1]. В соответствии с ней, главной операцией, которая "работает" в ходе творческого процесса, является операция сравнения, установления смысловой связи между элементами, а эта связь может быть установлена на основе: 1)репродукции, 2)смыслового синтеза, 3)случайного соединения без нахождения семантических связей.

Оригинальные ответы (также, как и решения технических задач) получаются при абстрагировании (выделении) одних аспектов предмета и отвлечении от других его аспектов. Выделение латентных, неочевидных признаков изменяет смысловую иерархию их значимости, и предмет предстает в новом свете. Так возникает эффект неожиданности, оригинальности (рис.2).

Креативность мышления студента проявляется в формуле изобретения: ограничительная часть - это постановка задачи или стимул, а также

Рис. 2. Классификация ассоциаций на шкале семантической удаленности

первоначальный контекст, цель - это мотивация (одобрения, достижения, избегания), отличительная часть - семантический синтез нового смысла, связанного со стимулом в новом контексте, характеризующемся проведением смысловых связей с прежним контекстом. Другими словами, изобретательский уровень решения технической задачи тем выше, чем больше его семантическая удаленность от стимула, но без потери семантических связей. Косвенным образом это проявляется в количестве и качестве отличительных признаков.

Сквозная методика креативного обучения позволяет получить дополнительную информацию о творческих чертах личности.

Первое, что обращает на себя внимание при чтении контрольных работ и формулы изобретения - это тип мышления студента. Если он решил техническую задачу, придумав способ, то он, скорее всего, использует операционное мышление. Если предложил устройство - то он лучше владеет предметным мышлением. Применительно к специальности, получаемой на кафедре ИУ-4, одинаково важны оба типа мышления, принимая во внимание ее название "Проектирование и технология производства ЭВС".

Благодаря лингвистическому анализу текста формулы и описания изобретения можно установить характер доминирующей репрезентативной системы студента: визуальная, аудиальная или кинестетическая.

Проверка курсовой работы трех групп 2003 г. показала, что не менее 75% студентов имеют ярко выраженную визуальную репрезентацию. Это означает, что они способны любую словесно или в виде символов воспринятую информацию превращать в пространственно-зрительные представления. Студенты с операционным типом мышления конструируют "фильм" (технологический процесс), а с предметным типом - "памятник" (устройство, конструкцию). Работы, выполненные ими, имеют хороший изобретательский уровень.

Студенты с другими типами репрезентации испытывают определенные затруднения с изобретательством. Это проявляется в том, что они задают вопросы типа "зачем, для чего", в то время, как визуалы задают вопросы типа "что" и "как".

В заключение следует отметить методически ценные моменты, обусловленные применением МПНТР в преподавании технических дисциплин:

  • Изучается поле возможных решений для выданной задачи с привлечением ресурсов патентных фондов (поиск аналогов и прототипов);
  • Студенты учатся не только находить признаки (конструкции и способа), но и выявлять связи (увязывать признаки в неразрывную совокупность)
  • В процессе работы снимаются междисциплинарные границы и закрепляются связи между различными курсами.
  • Тренируются операционное и предметное мышление при изложении технического решения как устройства и как способа
  • Учащиеся овладевают всем спектром поисковых стратегий: от иррациональных (правополушарных) до чисто рациональных, логических, алгоритмических (левополушарных)

Практическое значение навыков дивергентного мышления заключается в следующем.

  1. Техническая дисциплина усваивается как цельный образ.
  2. Снимается когнитивный диссонанс: студент овладевает критической массой знаний и может самостоятельно найти ответы на интересующие его вопросы по специальности;
  3. Приобретаются навыки в области принятия творческих решений.

В результате такого подхода осуществляется подготовка инженерных кадров, владеющих технологий, которая обеспечивает техническую свободу и доступ к неограниченным интеллектуальным ресурсам.

Литература

  1. Дружинин В.Н. Психология общих способностей. Спб.: Издательство "Питер", 1999.-- 368 с.

Главная    Инструменты    Учеба    Формирование навыков дивергентного мышления в процессе преподавания технических дисциплин