2. (str.72-111).doc

72

2.3. Metody nauczania techniki

2.3.1. Pojęcie l klasyfikacja metod nauczania

"Metoda nauczania (po grecku "methodos" - droga, sposób) to sys­tematycznie stosowany sposób pracy nauczyciela z uczniami, umożli­wiający uczniom opanowanie wiedzy wraz z umiejętnością stosowania jej w praktyce, jak również rozwijanie zdolności i zainteresowań umysłowych" ^3, s. 194]. Metoda, jako system czynności nauczyciela i uczniów, określa, jak uczyć, aby osiągnąć zamierzone wyniki dy-daktyczno-wychowawcze. Niesłuszne jest więc zaliczanie do metod również form i środków nauczania. "Forma" oznacza organizacyjną stronę nauczania (lekcja, wycieczka, praca domowa itd.), w ramach której stosuje się różne metody. Środki dydaktyczne są wprawdzie związane z metodami l spełniają w nich określoną rolę, ale nie de­cydują o charakterze czynności nauczyciela i uczniów.

Metody nauczania były i są różnie klasyfikowane, w zależności od przyjętego kryterium podziału. W Polsce przyjął się w końcu lat pięćdziesiątych i utrwalił podział metod nauczania na trzy grupy odpowiadające trzem czynnikom poznania (żywe spostrzeganie, abstrak­cyjne myślenie i praktyka). Są to:

a) metody oparte na obserwacji (oglądowe) - pokaz, demonstracja;

b) metody oparte na słowie (werbalne) - opowiadanie, opis, poga­danka, dyskusja, wykład, praca ż książką;

c) metody oparte na praktycznym działaniu uczniów - metoda zajęć praktycznych, metoda laboratoryjna.

Charakterystykę tych metod podają autorzy w wymienionych na koń­cu rozdziału pozycjach L2, s. 159-172] lub [3, s. 198-215]. Wszyst­kie te metody mają (w różnym stopniu) zastosowanie także w naucza­niu techniki. Nie uwzględniają one jednak metod o charakterze kom­pleksowym, w szczególności problemowego nauczania i uczenia się.

Twórca teorii materializmu funkcjonalnego oraz (w ramach tej te­orii) koncepcji wielostronnego nauczania-uczenia się W. Okoń popu­laryzuje w swoich nowszych pracach podział metod nauczania na czte­ry ich główne kategorie, odpowiadające czterem sposobom (drogom) uczenia się opartym na odmiennych rodzajach aktywności uczniów. Są to:

- uczenie się przez przyswajanie,

73

- uczenie się przez odkrywanie,

- uczenie się przez przeżywanie,

- uczenie się przez działanie [4, s. 81-106].

Koncepcja wielostronnej aktywności uczniów pokrywa się z główny­mi założeniami programowo-metodycznymi nauczania techniki, dlatego też metody stosowane w tym przedmiocie zostaną rozpatrzone według wymienionych wyżej dróg uczenia się (w kolejności odpowiadającej specyfice nauczania techniki w szkole ogólnokształcącej).

2.3.2. Uczenie się przez działanie

Ze względu na charakter przedmiotu na plan pierwszy wysuwają się metody oparte na praktycznym działaniu uczniów, w szczególności metoda   zajęć   praktycznych. "Metoda ta pole­ga na wykonywaniu przez uczniów - pod kierunkiem nauczyciela - róż­norodnych zadań o charakterze praktycznym, w celu opanowania wiedzy o świecie oraz nabycia umiejętności posługiwania się tą wiedzą w ży­ciu" [3, s. 210].

W nauczaniu techniki metoda ta ma zastosowanie w realizacji tych treści, których głównym celem jest wyrabianie umiejętności motorycznych z zakresu przekształcania materiałów, łączenia wykonanych częś­ci i gotowych elementów, obsługi i konserwacji urządzeń technicznych oraz wykonywania szkiców i rysunków technicznych. W przeciwieństwie do tradycyjnych robót ręcznych w dzisiejszym nauczaniu techniki wy­rabianie tych umiejętności nie może opierać się tylko na naśladow­czym odtwarzaniu podanych przez nauczyciela wzorów poprawnego wyko­nania określonych działań (operacji, zabiegów), natomiast powinno być nasycone rozumieniem danego działania jako środka prowadzącego do pożądanego, określonego wcześniej rezultatu. Służy temu powiąza­nie praktycznego działania uczniów z względnie równoległym opanowa­niem odpowiedniej wiedzy z zakresu własności materiałów, działania i budowy narzędzi i urządzeń technicznych oraz reguł poprawnego po­sługiwania się nimi, norm rysunku technicznego, zasad organizacji i ekonomii pracy itp. Przez zastosowanie w praktycznym działaniu wiedza ta zostaje potwierdzona i utrwalona. W konsekwencji obok do­minującej aktywności notorycznej w działaniu praktycznym uczniów występuje również aktywność sensoryczna oraz umysłowa, głównie ze sfery uwagi i pamięci.

74

Wartość metody zajęć praktycznych zostaje wydatnie zwiększona przez aktywny udział uczniów w planowaniu podejmowanych zadań wyko­nawczych i ocenie ich wyników oraz przez umiejętne wydobywanie wy­chowawczych walorów pracy uczniów (dyscyplina pracy, gospodarność, współdziałanie itd.).

Na praktycznym działaniu jest oparta w znacznym stopniu również metoda   laboratoryjna, polegająca na przeprowadza­niu przez uczniów różnego rodzaju eksperymentów, tzn. stwarzaniu wa­runków dla wywołania określonych zjawisk w celu zbadania ich prze­biegu, przyczyn i skutków oraz ustalenia na tej podstawie ogólnych prawidłowości w badanym wycinku rzeczywistości. Stosowanie metody laboratoryjnej stanowi znaczący krok na drodze upodobnienia naucza-nia-uczenia się do naukowego poznawania świata. Tak jak w nauce, tak i w nauczaniu przeprowadzanie eksperymentów stanowi etap w pro­cesie rozwiązywania problemów, którego celem jest bądź uzyskanie da­nych potrzebnych do rozwiązania problemu, bądź też empiryczna wery­fikacja przewidywanych lub przyjętych już rozwiązań. Aktywność mo-toryczna (przygotowanie i przeprowadzenie doświadczenia) jest tu jak najściślej związana z aktywnością sensoryczną (obserwowanie przebiegu i wyników eksperymentu) i intelektualną (wnioskowanie, wykorzystanie wyników eksperymentu); towarzyszy temu aktywność wo-licjonalna, wyrażająca się w dokładności i wytrwałości w pokonywa­niu trudności w toku eksperymentowania, oraz emocjonalna, przeja­wiająca się w badawczym zaangażowaniu i w przeżyciach związanych z odkrywaniem.

Ze względu na empiryczny charakter metoda laboratoryjna przyję­ła się już dawno w przedmiotach przyrodniczych. W nauczaniu tech­niki nie znajduje dotąd większego zastosowania, choć treści kształ­cenia w tym przedmiocie stwarzają wyjątkowe możliwości znacznie peł­niejszego wykorzystania jej walorów poznawczych i kształcących. Dla podkreślenia aktywności uczniów stosowanie tej metody w nauczaniu techniki określa się coraz powszechniej mianem zadań eksperymental­nych. Potrzebę upowszechniania i metodycznego doskonalenia zadań tego rodzaju uzasadniają przede wszystkim ich niezaprzeczalne war­tości, w szczególności bogate możliwości wielostronnego wiązania poz­nania z działaniem technicznym oraz rozwijania w ten sposób aktyw­ności różnych sfer osobowości uczniów. Drugie źródło argumentów u-

75

zasadniających tę potrzebę tkwi w fakcie, iż eksperymenty laborato­ryjne - jako metoda badań empirycznych - są coraz częściej stosowa­ne w bezpośrednim powiązaniu z działalnością produkcyjną l techni-czno-usługową. Zadania eksperymentalne zasługują tym samym w naucza­niu techniki na taką samą uwagę, jak zadania technologiczno-wytwór-cze czy konstruktorskie.

Z postulatu upodobnienia nauczania techniki do działalności do­rosłych w dziedzinie poznawania i przekształcania rzeczywistości technicznej wynika konieczność zarówno rozszerzenia zadań ekspery­mentalnych na wszystkie główne grupy zagadnień programowych, jak i stosowania charakterystycznych dla techniki różnych - ze względu na bezpośredni cel - typów i odmian eksperymentów.

Zarówno w technice, jak i w nauczaniu tego przedmiotu, do pier­wszej grupy należy zaliczyć te eksperymenty, które przeprowadza się w celu empirycznego poznania obiektów technicznych (rzeczy, zjawisk, procesów). Ich merytoryczna treść powinna dotyczyć nie tylko włas­ności materiałów, jak to w większości ma dotąd miejsce, ale również typowych operacji technologicznych oraz budowy i działania narzędzi służących do tego celu. Nie może dotyczyć tylko pojedynczych parame­trów konstrukcji i funkcji urządzeń technicznych (i to zarówno elek­trycznych, jak i mechanicznych), ale także związków i zależności między nimi oraz wynikających stąd ogólnych zasad działania monto­wanych czy obsługiwanych, a w powiązaniu z tym i poznawanych urzą­dzeń. W ten sposób mogą uczniowie już w klasie IV czy V odkrywać np. zależności między parametrami elementów przekładni różnego ty­pu, czy między członami nieskomplikowanych mechanizmów korbowych i dochodzić na tej podstawie do ogólnej zasady działania wszelkich przekładni oraz do podstawowych rodzajów i zasad przekształcania ruchu mechanicznego, w szczególności ruchu obrotowego na postępowy ciągły, postępowy zwrotny i wahadłowy. Za pomocą odpowiednich eks­perymentów - zamiast informacji z ust nauczyciela - dowiadują się uczniowie, że obwód elektryczny to nie tylko przewód w postaci dru­tu (np. w instalacji oświetleniowej roweru), że temperatura drutu oporowego (np. elementu grzejnego w przecinarce do styropianu) jest zależna od natężenia prądu, a pośrednio od długości i przekroju dru­tu. W miarę narastania zakresu treści w dalszych klasach rozszerza­ją się odpowiednio możliwości stosowania eksperymentów tego rodza­ju.

76

We wszystkich eksperymentach tego typu poznanie może mieć cha­rakter bądź potwierdzenia wiadomości wcześniej już werbalnie przy­swojonych, bądź też odkrywania nowych elementów wiedzy. W odróż­nieniu od eksperymentów ściśle naukowo-poznawczych, stosowanych w szkole w przedmiotach przyrodniczych, wyniki tej grupy uczniowskich doświadczeń technicznych służą nie tylko wzbogaceniu lub utrwaleniu wiedzy, ale są także - choć nie zawsze bezpośrednio - wykorzystywa­ne w praktycznym działaniu, w szczególności w zadaniach technologi-czno-wytwórczych i konstruktorsko-montażowych. Zdobyta czy potwier­dzona eksperymentalnie wiedza zostaje wtedy skonkretyzowana i do­datkowo zweryfikowana od strony użytkowej, dzięki czemu zyskuje na trwałości i operatywności.

Obok doświadczalnych badań pełniących czysto poznawczą funkcję są w technice szeroko stosowane różnego rodzaju eksperymenty bez­pośrednio związane z działalnością produkcyjną i konserwacyjno-na-prawczą. Spełniają one wyraźnie służebną rolę w stosunku do tych rodzajów działania technicznego. Możliwości stosowania takich eks­perymentów w nauczaniu techniki są bardzo duże, ale w znikomym tyl­ko stopniu dotychczas wykorzystane.

Wśród eksperymentów tego rodzaju można umownie wyróżnić dwa ty­py ze względu na ich specyficzne szczegółowe funkcje, jakie ekspe­rymenty te spełniają w stosunku do wspomnianych wyżej rodzajów działania technicznego. Z takiego punktu widzenia jako swoisty typ eksperymentów należy wyodrębnić te, których bezpośrednim celem jest poszukiwanie   optymalnych   danych dla konkretnego działania technicznego. Dotyczy to ż jednej strony po­trzebnych w danym przypadku rodzajów i własności materiałów, wiel­kości, kształtu i sposobu połączenia elementów konstrukcyjnych czy parametrów możliwych do zastosowania części gotowych, z drugiej zaś - sposobów konkretnego działania technologicznego, eksploatacyjnego czy naprawczego.

Eksperymenty tego typu wykorzystuje się wówczas, gdy istnieje teoretyczna możliwość zastosowania różnych, przypuszczalnie blisko lub całkowicie równoważnych materiałów, elementów konstrukcyjnych czy sposobów działania. Rezultaty takich doświadczeń, mających częs­to postać nieskomplikowanych prób, służą bezpośrednio do wyboru op­tymalnego rozwiązania i zastosowania w praktyce. W taki sposób usta-

łaja uczniowie np. najbardziej właściwy rodzaj tworzywa sztucznego

potrzebnego do wykonania serwetnika wymagającego plastycznego for­mowania, dokonują wyboru gotowych elementów o najkorzystniejszych parametrach przy konstruowaniu urządzenia sygnalizacyjnego czy wzmacniacza prądu, ustalają najbardziej skuteczny w danych warun­kach sposób obróbki materiału, połączenia części czy wykończenia wytworu. Jest również niezastąpiony eksperyment typu poszukiwaw­czego w tych sytuacjach, gdy ze względu na niewielki jeszcze poziom wiedzy i umysłowych umiejętności uczniów nie jest możliwe teorety­czne ustalenie - za pomocą odpowiednich obliczeń - potrzebnych da­nych, np. dotyczących wielkości, kształtu itd. elementów konstruk­cyjnych. Na podstawie racjonalnie ukierunkowanych (a więc nie przy­padkowych^ prób ustalają wówczas uczniowie np. długość skoku ele­mentu wodzikowego i wielkość korby w modelu konkretnego mechaniz­mu, przekrój drutu oporowego do przecinarki do styropianu itp.

Odmienny typ eksperymentów technicznych służących bezpośrednio praktycznemu działaniu stanowią te doświadczenia i próby, które pełnią funkcję   sprawdzającą. Tak jak w działal­ności technicznej dorosłych, tak i w nauczaniu techniki, mają one zastosowanie przede wszystkim jako metoda empirycznego weryfikowa­nia - w świetle przyjętych założeń użytkowych - bądź to częścio­wych rozwiązań konstrukcyjnych (np. doboru, układu i współdziała­nia elementów lub podzespołów projektowanego wytworu), bądź też funkcjonalności całego wytworu po jego wykonaniu. Taki sam charak­ter mają eksperymenty przeprowadzane dla sprawdzenia przydatności nowych elementów technologii czy nowych rozwiązań organizacyjnych, np. innego sposobu wykonywania niektórych operacji technologicz­nych, odmiennego niż dotychczas podziału pracy itp. Na podstawie wyników takich prób i eksperymentów ocenia się wartość konstrukcji i procesu wytwarzania nie tylko z punktu widzenia funkcjonalności, ale również ze względu na wymagania ekonomiczne, społeczne, ergo­nomiczne i ekologiczne.

Funkcję sprawdzającą pełnią też takie doświadczenia i próby, których celem jest ustalenie stanu sprawności urządzeń technicz­nych lub stopnia i przyczyn ich niesprawności. Tego rodzaju ekspe­rymenty są bezpośrednio związane z pracami konserwacyjnymi i na­prawczymi, w szczególności w zakresie zmechanizowanego sprzętu gos­podarstwa domowego oraz nieskomplikowanych urządzeń technicznych w pracowni  szkolnej.

78

Obok wykazanych wyżej wartości poznawczych eksperymenty stosowa­ne w nauczaniu techniki mają również bogate możliwości kształcące, szczególnie w zakresie rozwijania zdolności, umiejętności i zainte­resowań badawczych. Wykorzystanie wszystkich tych walorów zależy przede wszystkim od tego, w jakim stopniu eksperymentatorskie dzia­łania uczniów zostają zbliżone do odpowiednich elementów i faz pro­cesu badania naukowego, a tym samym - w jakim stopniu sprzyjają rozwijaniu samodzielności badawczej uczniów. Warunkiem koniecznym jest włączenie eksperymentów w procesy rozwiązywania przez uczniów problemów technicznych, głównie o charakterze praktycznym.

Zarówno w problemowym uczeniu się w ogóle, jak i w dziedzinie przeprowadzania przez uczniów eksperymentów (w tym przypadku tech­nicznych), obowiązuje zasada stopniowania zarówno trudności samych problemów l związanych z nimi zadań eksperymentalnych, jak i samo­dzielności uczniów w rozwiązywaniu tych problemów oraz w planowa­niu, przeprowadzaniu i wykorzystaniu wyników doświadczeń. Stopnio­wanie trudności problemowych zadań eksperymentalnych leży w sferze treści nauczania techniki, np. łatwiejsze jest badanie własności materiałów pod określonym względem aniżeli doświadczalne docieka­nie funkcjonalnych zależności między członami mechanizmu korbowo--wodzikowego, niższy stopień trudności zawiera sprawdzanie miejsca i przyczyny niesprawności instalacji elektrycznej aniżeli ustala­nie przyczyny niesprawności silnika elektrycznego itd.

Systematyczne zwiększanie wymagań w zakresie samodzielności ba­dawczej uczniów jest uwarunkowane metodyczną stroną zadań ekspery­mentalnych. Pod tym względem można wyróżnić trzy zasadnicze pozio­my samodzielności uczniów.

Najniższy poziom reprezentują doświadczenia przeprowadzane wed­ług szczegółowych, podanych przez nauczyciela lub podręcznik in­strukcji, które określają nie tylko potrzebne przyrządy l sposób ich użycia, ale również kolejne kroki postępowania eksperymentator-skiego. Uwaga i zainteresowanie uczniów są wtedy skierowane niemal wyłącznie na praktyczne działania związane z przeprowadzeniem ko­lejnych faz doświadczenia, z obserwacją i pomiarem wyników oraz za­notowaniem ich w ustalony w instrukcji sposób. W świadomości ucz­niów są to zadania, które należy dokładnie, ale tylko odtwórcze wy­konać. Pewien stopień umysłowej aktywności występuje dopiero wtedy,

79

gdy na podstawie wyników eksperymentu uczniowie formułują wnioski dotyczące ujawnionych zależności i dochodzą do odpowiednich uogól­nień. Ten metodyczny typ eksperymentów dominuje, niestety, w szko­łach, w tym również w nauczaniu techniki.

Zwiększenie intelektualnej aktywności uczniów w toku eksperymen­towania według instrukcji można uzyskać przez:

a) uświadomienie uczniom problemu, dla rozwiązania którego zos­taje przeprowadzony dany eksperyment, oraz celowości użycia takich a nie Innych środków badawczych;

b) stopniowe zmniejszanie szczegółowości samej instrukcji, aż do ogólnego tylko ukierunkowania eksperymentatorskich działań uczniów.

Takie metodyczne modyfikacje eksperymentów przeprowadzanych wed­ług instrukcji stanowią pierwszy krok w nadaniu im problemowego cha­rakteru. Ich znaczenie polega m.in. na tym, że młodzież zwiększa tu umiejętności w zakresie praktycznej strony przeprowadzania doświad­czeń oraz racjonalnego obserwowania i notowania ich wyników.

Znacznie wyższy poziom uzyskuje samodzielność uczniów wtedy, gdy nie otrzymują oni instrukcji, ale sami (pod kierunkiem nauczyciela) określają dany eksperyment i sposób przeprowadzenia go. Wówczas eks­peryment nie jest już "zadaniem" nakazanym do wykonania, ale świa­domie przez uczniów wybraną i ustaloną drogą rozwiązania danego pro­blemu. W takich przypadkach uczniowie nie poszukują przypuszczalne­go rozwiązania problemu (hipotezy^, natomiast bezpośrednią trudność, wymagającą samodzielnego pokonania, stanowi metoda rozwiązania pos­tawionego problemu.

W nauczaniu techniki istnieje bardzo wiele możliwości stosowania tej metodycznej odmiany zadań eksperymentalnych. Szczególnie godne uwagi są one wtedy, gdy ze względu na skromny jeszcze zasób wiedzy i małe umiejętności w przeprowadzaniu takich operacji umysłowych, jak rozumowanie o charakterze przewidywania, uzasadniania itp., nie można od uczniów wymagać ustalenia hipotezy rozwiązania danego pro­blemu. Wręcz niezastąpione są takie eksperymenty w tych przypadkach, kiedy wobec braku potrzebnych danych takiej hipotezy nie da się w ogóle postawić i kiedy przeprowadzenie racjonalnych prób stanowi je­dyną drogę znalezienia odpowiedzi na postawione pytanie, np. przy ustalaniu przyczyny niesprawności sprzętu technicznego. Praktyka przodujących nauczycieli techniki wykazuje, iż eksperymentowanie na tym poziomie samodzielności uczniów jest realne już w klasach IV

80

czy V, jednak pod warunkiem, że same problemy są pod względem treś­ci i stopnia merytorycznej trudności dostosowane do intelektualnych możliwości młodzieży.

Szkolne eksperymentowanie zostaje najbardziej zbliżone do bada­nia naukowego, a intelektualna aktywność i samodzielność badawcza uczniów uzyskuje najwyższy poziom w.takich sytuacjach, gdy na pod­stawie posiadanej wiedzy i odpowiednich operacji umysłowych muszą oni:

- znaleźć najbardziej prawdopodobne rozwiązanie danego problemu,

- obmyślić eksperyment potrzebny dla sprawdzenia proponowanego rozwiązania,

- przeprowadzić ten eksperyment i na podstawie jego rezultatów sformułować odpowiednie wnioski.

Zastosowanie tego poziomu eksperymentowania w nauczaniu techni-r kl jest możliwe w zakresie różnych rodzajów problemów technicznych, zarówno teoretyczno-poznawczych, jak i wyraźnie praktycznych. Szcze­gólnie jest jednak pożądane włączanie eksperymentów (także w posta­ci nieskomplikowanych prób) o charakterze weryfikacyjnym w procesy rozwiązywania przez uczniów problemów konstrukcyjnych. Wyjątkowa wartość odwoływania się do empirycznego weryfikowania pomysłów kon­struktorskich (a także technologicznych) wynika z faktu, iż prak­tyczne problemy techniczne mają najczęściej dywergencyjny charak­ter, tzn. mają więcej niż jedno poprawne (lub bliskie poprawności) rozwiązanie. W tych przypadkach eksperymentalne zastosowanie - w odpowiednich układach próbnych - równoważnych na pierwszy rzut oka pomysłów uczniowskich daje najbardziej obiektywną i przekonującą uczniów ocenę ich funkcjonalno-użytkowej wartości.

Ze względu na potrzebne środki eksperymentowania oraz dydaktycz­ne i wychowawcze wartości pracy zespołowej omówione wyżej zadania eksperymentalne realizuje się w ogromnej większości w 3-4-osobowych grupach uczniów. Niesłuszny jest jednak pogląd (stanowiący najczęś­ciej "uzasadnienie" nikłego korzystania z tej bardzo wartościowej metody nauczania), że stosowanie tego rodzaju zadań wymaga bogatych zestawów przyrządów i materiałów, a nawet oddzielnych pracowni-la-boratoriów. Znaczną ich większość mogą bowiem uczniowie przeprowa­dzać przy użyciu nieskomplikowanych środków, w tym również wykona-

81

nych na lekcjach techniki. W wielu zadaniach eksperymentalnych po­winny też być szeroko wykorzystane dostępne zestawy elementów do montażu mechanicznego i elektrycznego.

2.3.3. Uczenie się przez przyswajanie

Zarówno w innych przedmiotach, jak i w nauczaniu techniki jest konieczne stosowanie takich metod, które słu...