Исследовательская активность студентов на лабораторных занятиях по гидравлике

Карманчиков А.И., кандидат педагогических наук, доцент кафедры общеинженерных дисциплин ФГБОУ ВПО «Удмуртский государственный университет»

В настоящее время все более актуальным становится исследовательская, творческая компетенция студентов. Стереотипное мышление учащихся, активно формирующееся в школе, мешает им проявлять свою творческую активность в процессе обучения в вузе. Преподавателям необходимо дополнительно мотивировать студентов к проявлению своих творческих способностей, к созданию интеллектуальной продукции, к самостоятельной научно-исследовательской деятельности. Большинство студентов готовы к восприятию новой информации и воспроизведению её на экзамене или зачете. Глубокое осмысление, анализ полученных знаний все еще остаются в большинстве случаев за пределами процесса обучения.

Большая редкость –студент способный нетолько воспринимать новую информацию, учебный материал, но и способный её анализировать, делать выводы, прогнозировать развитие событий на основе изученных законов и явлений. Наши исследования показывают, что основной причиной этого является стереотипность мышления, формирующаяся в процессе обучения.

Подобно универсальному, дорогостоящему станку, на котором можно изготовить любую деталь, творческая личность способна выявлять различного рода проблемы и находить их оригинальное решение. Образовательный стандарт по подготовке бакалавра предполагает подготовку специалиста с определенным набором стереотипных компетенций, способного выполнять определенные (стандартные) функции, т.е такой специалист аналогичен специальному станку, выполняющему строго определенную операцию. Доказывать, кто из специалистов более важен, абсурдно. Однако, важно учесть это обстоятельство в процессе обучения. Существующая последовательность: подготовка бакалавра, а затем обучение в магистратуре, в «переводе» на производство станков предполагает изготовление специального технологического оборудования с перспективой их переналадки в универсальные станки.

Стереотипность мышления, которая формируется у многих учащихся еще в общеобразовательной школе, усиливается в процессе обучения на первой ступени высшего профессионального образования. Для формирования творческого, исследовательского стиля мышления стереотипность является тяжелым грузом мешающим вырабатывать оригинальные идеи, выявлять новые перспективные направления, находить эффективные решения сложных проблем.

В процессе обучения по программе бакалавра преподавателями (возможно с помощью различного рода специальных заданий, психологического тестирования и т.п.) могут выявляться студенты проявляющие способности исследователя. Для таких студентов должна быть возможность обучения по индивидуальной образовательной траектории, конечной (или промежуточной) целью которой является магистерская степень.

Обучение в магистратуре будет более эффективным, если образовательный стандарт изначально будет ориентирован на подготовку исследователя. Отпадает длительный и сложный этап перестройки стереотипного мышления бакалавра на исследовательский стиль мышления магистра. Любопытный исследователь жизни – первоклассник теряет интерес к учебе, потому что на его оригинальные вопросы мало кто отвечает, за него уже давно решили какие вопросы он должен задавать и какие ответы он должен получить. Конечно, классноурочная система обучения в школе не дает возможность индивидуального обучения, в полном смысле этого слова. В определенном смысле происходит интеллектуальное насилие над ребенком, он попадает в жернова стереотипности, которые с каждым годом вращаются все быстрее.

Должна быть система выявления и развития оригинальности, одаренности, творческого стиля мышления на любом этапе обучения. Многие исследователи показывают, что пик творческой активности у ребенка приходится на возраст 12-15 лет. Возможно, выдающихся изобретателей необходимо начинать готовить еще в более раннем возрасте.

Наш опыт обучения студентов по таким программам как: «Авторское право и защита интеллектуальной собственности», «Методы инженерного творчества», «Научные исследования и инновации», показывает, что интеллектуальная собственность, способы ее защиты и создания остаются в стороне от процесса обучения. Даже школьных знаний достаточно для создания десятков изобретений, однако, этот вид деятельности остается в стороне. Основной причиной является отсутствие определенной мотивации и у студента, и у преподавателя. Студенты в процессе изучения основных дисциплин не изучают методы и приемы создания интеллектуального продукта. Изучаются законы, явления, однако, остается не раскрытым сам процесс, метод, прием, с помощью которых ученый пришел к открытию этого закона или явления. Если в некоторых случаях дается такое объяснение, то оно часто бывает далеко от научного, объективного, обоснованного процесса. Например: Ньютону упало яблоко на голову, Менделееву приснилась периодическая таблица во сне. После таких эмоциональных объяснений у студентов складывается впечатление, что если хочешь сделать открытие, то необходимо больше спать под яблоней.

Студенты, получающие информацию о законодательстве в области интеллектуальной собственности, о методах и приемах технического творчества, более активно занимаются научно-исследовательской работой, берутся за выявление проблем, с которыми им предстоит столкнуться после окончания вуза. Проведение патентных исследований позволяет прогнозировать перспективы и тенденции развития техники, направление дальнеейшего совершенствования отдельных узлов, деталей, технологии их изготовления.

Постановка преподавателем перед студентами проблем, которые были решины в прошлом изобретателями, обучение методам и приемам решения изобретательских задач, позволяют студентам самостоятельно выявлять проблемы и находить варианты их решения. При такой последовательности повышается уровень самооценки, повышается уверенность в собственных интеллектуальных способностях, снижается психологический барьер, мешающий браться за решение подобных проблем.

Студенты находят десятки новых вариантов решения проблемы, которую в свое время решил И.П.Кулибин (движение судна против течения реки с использованием силы течения реки). Студент, который находит решение этой или подобной проблемы, получает мощный заряд творческой энергии, который активизирует его интеллектуальную деятельность, способствует эффективному восприятию учебного материала, формирует и развивает творческое мышление.

Стереотипность мышления студентов начинает негативно сказываться на этапе проведения различных исследований. Вся система обучения в школе ориентирована на передачу определенной информации и проверку усвоения этой информации, т.е. успехи ученика в школе зависят в большей степени от уровня развития его внимания и памяти. Формирование навыков исследовательской работы предполагает использование полученной информации, адаптацию её к определенным условиям, к решению практических задач.

В процессе изучения курса «Гидравлика» на практических занятиях студенты решают ряд практических задач, однако, умение решать конкретные практические задачи ещё не достаточно для формирования и развития исследовательской успешности. Если преподаватель делает акцент на том или ином пратическом использовании изученного явления, приводит примеры конкретных изобретений, то это говорит лишь о том, что другие могут изобретать, создавать новые объекты и технологии. Это, конечно, важный блок информации, однако, и такая информация не способствует формированию мотивации студентов к проведению исследований, к творческому труду. Получая огромный пласт специальных знаний, студент начинает думать, что он не сможет внести какой-либо вклад в эту науку.

Если преподаватель ставит вопросы и студенты самостоятельно ищут ответы на эти вопросы, то в процессе такой деятельности формируется умение анализировать, обобщать, выявлять какие-либо закономерности или особенности конкретных условий. Иногда предельно простые вопросы, очевидные на первый взгляд, требуют глубоких теоретических обоснований для формулировки правильного ответа. Ребенок может задать вопрос, на который не всякий ученый сможет сразу правильно ответить. Попробуйте ответить на такие детские вопросы: «Чем нюхает червяк?», «Почему небо голубое?», «Почему комар пищит, а пчела жужит?».

В нашем институте в процессе изучения курса, на практических занятиях, на лабораторных занятиях по гидравлике (да и по другим дисциплинам) студенты получают примерные вопросы, на которые нет прямого ответа в учебнике или лекционном материале. Вот примеры тем или вопросы для проведения исследований, экспериментов:

1. Можно ли использовать паруса для управления воздушным шаром?

2. Почему опасно стоять вблизи быстро идущего поезда?

3. Почему на валы быстроходных ветродвигателей насаживают массивные маховики?

4. Каким образом вращающиеся вертикальные цилиндры могут привести в движение судно «Калипсо»?

5. Зачем в центре купола парашюта делается отверстие?

6. Почему, играя в футбол, можно забить гол с углового?

7. Почему птицы летят клином?

8. Почему бумеранг возвращается?

9. Свободный вопрос. Согласовывается с преподавателем.

Студент может провести вместо отдельной лабораторной работы небольшое исследование, оформив отчет ввиде научной статьи.

Таким образом, в процессе обучения необходимо шире использовать технологии формирующие и развивающие методы и приемы технического творчества, навыки научно-исследовательской деятельности, прогностическое мышление. В процессе освоения знаний студент может и должен делать самостоятельные открытия, тогда он сможет пойти дальше других. Стериотипность мышления не должна преобладать в процессе обучения творчески мыслящей личности.