Изучение научных основ техники в процессе трудового обучения как средство политехнической подготовки школьников Калюга Святослав Ульянович

Содержание к диссертации

Введение

ГЛАВА I. НАУЧНЫЕ ОСНОВЫ ТЕХНИКИ В СОДЕРЖАНИИ ПОЛИТЕХНИЧЕСКОГО ОБРАЗОВАНИЯ УЧАЩИХСЯ 12.

I. Особенности содержания современных знаний о технике 12.

2. Общие научные основы техники как составная часть политехнических знании

3, Пути усиления политехнической направленности содержания основ

техники в трудовой подготовке учащихся 58.

ГЛАВА II. ИЗУЧЕНИЕ НАУЧНЫХ ОСНОВ ТЕХНИКИ В ТРУДОВОМ ОБУЧЕНИИ ШКОЛЬНИКОВ 78.

I. Дидактическая схема изучения научных ОСНОЕ техники в процессе трудового обучения 78.

2. Формирование знаний о научных основах техники на уроках труда в неполной средней школе 108.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 140.

БИБЛИОГРАФИЯ 145.

ПРИЛОЖЕНИЯ

• Особенности содержания современных знаний о технике
• Общие научные основы техники как составная часть политехнических знании
• Дидактическая схема изучения научных ОСНОЕ техники в процессе трудового обучения

Введение к работе

На апрельском (1984 г.) Пленуме ЦК КПСС была подчёркнута решающая роль соединения обучения с производительным трудом школьников как важнейшего средства формирования всесторонне развитой личности и основы коренного совершенствования всех аспектов подготовки молодежи к труду в народном хозяйстве страны* Соединение обучения с производительным, общественно полезным трудом учащихся, органическое сочетание профессионального образования в школе с дальнейшим повышением уровня общеобразовательной подготовки учащихся, усиление политехнической направленности всех звеньев учебно-воспитательного процесса являются основными направлениями осуществляемой реформы общеобразовательной и профессиональной школы /І4Л

Важнейшая особенность современного производства - превращение науки в непосредственную производительную силу - проявляется как в стремительном внедрении научных разработок в создание средств труда, так и во включении научных знаний непосредственно в деятельность рабочих - решающего компонента производительных сил общества* Современная научно-техническая революция обусловливает существенные изменения в характере и содержании труда в сфере материального производства, выражающиеся прежде всего в перемещении человека из собственно производственного процесса в сферу разнообразных функций производственного приложения науки* "Все это требует от молодого человека, вступающего в самостоятельную жизнь, - рабочего, техника, инженера, - самого современного¹ образования, высокого интеллектуального и физического развития, глубокого знания научно-технических и экономических основ производства, сознательного, творческого отношения к труду" /14, с.39/* На формиро- вание такого человека нацеливает осуществляемая реформа общеобразовательной и профессиональной школы.

В эпоху стремительного изменения технического базиса производства, характера и содержания труда, места рабочего в производственном процессн одной из актуальных задач педагогической науки и практики является совершенствование политехнического образования молодежи, предусматривающего овладение учащимися в теории и на практике общими научными основами и объектами современного производства, что обеспечивает их профессиональную мобильность - способность к перемене труда.

Основоположники научного коммунизма, обосновавшие решающее значение политехнического образования в формировании всесторонне и гармонически развитой личности, рассматривали его в неразрывной связи с проблемой соединения обучения с производительным трудом. Знание научных основ производства выступает одним из главных педагогических условий включения учащихся в производительный труд, который, в свою очередь, является важнейшим средством их политехнической подготовки. Любой производственный объект, существуя как единство его устройства, лежащих в основе его действия природных явлений и выполняемых им функций, создает предпосылки для эффективной актуализации, систематизации, обобщения и усвоения политехнических.знаний учащимися, формирования умений применять эти знания в конкретных производственных условиях*

Техника является важнейшим компонентом производства, непрерывно претерпевающим коренные изменения* Замещение техникой все большего числа производственных функций человека, его вытеснение из непосредственного технологического процесса сопровождается в то же время расширением сферы взаимодействия человека и техники, связанного с проникновением технических средств во все стороны жизни общества. Замена человека техникой будет продолжаться всегда, поскольку непрерывно будут возникать все новые технологические функции, однако характер взаимодействия человека с техникой непрерывно меняется, отводя человеку задачи контроля, наладки, оценки работы техники. Усвоение научных основ техники становится органически необходимым для их успешного выполнения, поскольку обеспечивает способность анализировать и сознательно управлять работой техники, оценивать её возможности, достоинства и недостатки, целесообразность и эффективность применения в тех или иных конкретных производственных условиях. Умение соотнести естественнонаучную суть явлений, происходящих в процессе работы техники, с их практической реализацией в ней позволяет целенаправленно, эффективно находить причины отказов техники и дефектов изделий.

В связи с возрастанием роли и места научных знаний в современном производстве изучение научных основ техники становится важнейшим фактором и средством усиления политехнической направленности трудовой и профессиональной подготовки учащихся.

Основные концептуальные положения изучения научных основ техники в процессе политехнической подготовки учащихся содержатся в трудах П.Р.Атутова, С.Я.Батышева, Ю.К.Васильева, М.А.Жиделева, В.Г.Зубова, А.Г.Калашникова, В.А.Полякова, В.Г.Разумовского, М,Н.Скаткина, П.И.Ставского, С.М.Шабалова, С.Г.Ша-поваленко, А.А.Шибанова, Д.А.Эпштейна.

Важнейшее значение для теории и практики политехнического образования имеет установление П.Р.Атутовым функциональной природы политехнических знаний как разнообразных по содержанию знаний, но выполняющих при определенных условиях политехничес- кую функцию* Такой подход позволяет рассматривать политехнические знания (в том числе знания об общих научных основах техники) в их динамике, изменении, обусловленными научно-техническим прогрессом. Данная концепция глубже раскрывает роль и место трудового обучения в политехнической подготовке учащихся, которое выступает ее средством при условии "усвоения в процессе труда научных основ техники и технологии производства и овладении на этой базе политехническими умениями"/19, с.32/.

Содержание и методы изучения различных аспектов техники исследовались в работах П.Н.Андрианова, Н.И.Бабкина, В.П.Бес-па лъко, В.Д.Горского, Б.А.Кальней, В.И.Качнена, В.С*Леднева, А.А.Полякова, А.Я.Совн, Д.А.Тхоржевского и других ученых*

Возрастание роли и значения техники в жизни общества, ее влияния на природную среду, человека сопровождается возникновением и развитием научно-технических, социально-технических и других научных дисциплин* В этих условиях содержание научных основ техники в обучении школьников должно быть ориентировано на более широкое привлечение современных научных знаний о технике, учет их содержательных особенностей* Кроме технологического применения, лежащих в основе действия техники природных явлений, особенностей ее строения необходимо также рассматривать характер ее взаимодействия с природной средой, субъектом труда, обществом в целом и т.д.

Увеличение общности научно-технических основ, функциональных компонентов современной техники, использование унифицированных конструктивных единиц требуют разработки дидактических основ формирования у учащихся такого подхода к технике, при котором она рассматривается прежде всего со стороны ее функций, а не только конкретных способов их реализации в конструкции объекта на основе использования тех или иных естественных явлений.

Значимостью исследования вопросов изучения научных основ техники для усиления политехнической направленности трудового обучения школьников обусловлен выбор темы исследования.

Цель исследования - определение путей и способов изучения наунных основ техники в процессе трудового обучения школьников, повышающих эффективность их политехнической подготовки.

Объект исследования - содержание и процесс трудовой подготовки школьников.

Предмет исследования - содержание и процесс изучения научных основ техники в трудовом обучении учащихся неполной средней школы, йшотеза. Изучение научных основ техники в процессе трудового обучения может быть эффективным средством политехнической подготовки школьников, если содержание знаний и последовательность их изучения определяются на основе выделения уровней их общности и с учетом особенностей современных научных знаний о технике.

Для проверки гипотезы нами были определены следующие задачи исследования: на основе анализа научной литературы выявить особенности содержания научных основ техники в их современном понимании; определить структуру и состав научных основ техники в содержании политехнических знаний; выявить основные пути усиления политехнической направленности содержания основ техники в трудовой подготовке школьников; - научно обосновать и экспериментально проверить дидактическую схему изучения научных основ техники и способы ее реализации на уроках труда в неполной средней школе.

Методологической основой исследования являются положения классиков марксизма-ленинизма о политехническом образовании и соединении обучения с производительным трудом; решения КПСС и Советского правительства о народном образовании; основные направления реформы общеобразовательной и профессиональной школы; методология технических наук; концепция функциональной природы политехнических знаний*

Методы исследования: изучение и анализ трудов классиков марксизма-ленинизма, постановлений ЦК КПСС и Советского правительства, исследований философов, социологов, педагогов, психологов по вопросам общего и политехнического образования, философских исследований по методологии технических знаний, литературы о научно-технических проблемах современного производства, теоретико-педагогических и методических работ по вопросам изучения техники в школе; изучение и обобщение передового педагогического опыта; наблюдение и анализ уроков; педагогический эксперимент (констатирующий и формирующий).

В процессе исследования условно можно выделить три этапа. На первом этапе (1981 - 1982 гг.) проводилось изучение и анализ литературы, констатирующий эксперимент с целью выявления уровня знаний учащихся по научным основам техники, формулировалась теоретическая концепция исследования. На втором этапе (1982 -1983 гг.) осуществлялась разработка теоретических вопросов изучения научных основ техники в процессе политехнического образования школьников, определялись содержание и способы их изучения на уроках труда. На третьем этапе (1982 - 1984 г.г.) проводилась экспериментальная проверка выдвинутых положений, обобщение материалов исследования, формулировались выводы. На защиту выносятся: *тШ» *еШ*ШШ0Ш^тлШШШ MWMNMMMMAMIM комплексный подход к содержанию изучения научных основ техники в процессе политехнического образования школьников; классификация знаний о научных основах техники в зависимости от их содержания и уровней общности; научно обоснованная, экспериментально проверенная дидактическая схема изучения научных основ техники в процессе трудового обучения школьников.

Научная новизна исследования состоит в следующем: - обоснованы пути реализации комплексного подхода к со держанию изучения научных основ техники в процессе политехни ческого образования учащихся, который предполагает междисцип линарное отражение ее функциональных отношений с компонентами материального производства (субъектом труда, технологическим процессом, предметом и продуктом труда, организацией производ ства), природой, обществом; соответствующих требований к тех нике, их реализации на основе определенных природных явлений и конструктивного исполнения; - предложена классификация и метод отбора знаний.о научных основах техники по их месту в описании технических объектов (функциональное, естественнонаучное или конструктивное описа ние) и по степени его общности (выделены три уровня знаний по каждому из трех видов описания в зависимости от степени их детализации); - разработана общая дидактическая схема изучения научных основ техники, предусматривающая рассмотрение на доступном учащимся уровне совокупности функциональных свойств техники и установление их связи с устройством техники на основе анализа протекающих в ней естественных яелєний (то есть раскрытие принципа действия техники), а также определяющая последовательность изучения знаний о технике; выявлены условия реализации этой схемы в процессе трудового обучения школьников.

Практическая значимость исследования. Разработаны рекомендации по отбору содержания учебного материала для изучения научных основ техники в процессе трудового обучения школьников с целью усиления его политехнической направленности. Работа содержит дидактический материал по изучению научных основ техники на уроках труда в неполной средней школе.

Апробация результатов иоследо_вания. Концепция, материалы и результаты исследования докладывались и обсуждались на зональном семинаре (г. Пенза, 1982 г.), Всесоюзных шкодах молодых ученых и специалистов (г. Ростов Великий, 1982 г.; г. Звенигород, 1984 г.), научной сессии (1984 г.) и научной конференции (1984 г.) НИИ трудового обучения и профессиональной ориентации АПН СССР, на заседаниях лабораторий теоретических основ трудовой подготовки учащихся (1982 г.) и политехнической подготовки школьников в процессе труда (1983 - 1984 г.г.) НИИ трудового обучения и профессиональной ориентации АПН СССР.

Внедрение результатов исследования в практику. Дидактические разработки по изучению научных основ техники в неполной средней школе внедрены в процесс трудового обучения учащихся школы В 550 г. Москвы, школы Иг. Нововолынска (УССР). Материалы исследования используются в процессе подготовки учителей труда на кафедре \ общетехнических дисциплин педагогического института г. Комсомольска-на-Амуре.

В первой главе диссертации на основе анализа особенностей современных знаний о технике выявляются компоненты и структура содержания научных основ техники как составной части политехнических знаний, обосновываются пути усиления его политехнической направленности в трудовой подготовке учащихся*

Вторая глава посвящена разработке дидактических условий, определяющих содержание, последовательность и способы изучения научных основ техники в трудовом обучении учащихся неполной средней школы. Определяется дидактическая схема изучения научных основ техники в трудовом обучении, содержательные и процессуальные условия ее реализации на уроках труда, излагаются результаты опытно-экспериментальной работы.

ШВА I

НАУЧНЫЕ ОСНОВЫ ТЕХНИКИ В СОДЕРЖАНИИ ПОЛИТЕХНИЧЕСКОГО ОБРАЗОВАНИЯ УЧАЩИХСЯ

I. Особенности содержания современных знаний о технике.

Научное определение понятия"техника" восходит к классикам марксизма-ленинизма. Высказывания Е.Маркса, Ф.Энгельса, В.И.Ленина о месте и значении техники.в общественной жизни, в деятельности людей, о ее развитии и природе являются методологической основой научного исследования техники. Им принадлежит основополагающая идея о неотделимости техники от общества, от преобразующей деятельности людей. Все технические средства -"продукт человеческого труда, природный материал, превращенный в органы человеческой воли, властвующей над природой, или человеческой деятельности в природе. Все это - созданные человеческой рукой органы человеческого мозга, овеществленная сила знания" /3, с.215/.

К.Маркс рассматривал историю техники как процесс становления материального базиса общества, материальных, социальных условий жизни людей и их общественных отношений. При анализе общественного производства он выделял технику в качестве его важнейшего компонента. Основным условием подлинно научного, диалектико-материалистического подхода к исследованию техники К.Маркс считал ее рассмотрение во взаимосвязи с человеком и его трудом в структуре того или иного исторически определенного способа производства. Это дало ему возможность раскрыть качественное отличив машины от простого орудия и установить закономерности процесса становления технического базиса капи- талистического способа производства /і/.

В.ЇЇ.Ленин указывал на необходимость рассмотрения техники как формы объективного процесса. "2 формы объективно-г о процесса: природа (механическая и химическая) и ц е л е-полагающая деятельность человека. Соотношение этих форм ...ТЕХНИКА МЕХАНИЧЕСКАЯ И ХИМИЧЕСКАЯ потому и служит целям человека, что ее характер (суть) состоит в определении ее внешними условиями (законами природы)" /8, с.170/.

Различия в концепциях техники, разрабатывавшихся впоследствии многими учеными, касались в основном лишь места техники в человеческой деятельности. "Одни исследователи под техникой понимали комплекс материальных веществ... другие, кроме комплекса материальных вещей, в понятие "техника" включали навыки к труду. Третьи в понятие техника включали все, что человечество ставит между собой и природой, сюда входит и техническое творчество. Некоторые авторы считают, что техника - это только искусство производить что-либо" /168, с.74/.

В настоящее время большинство ученых признают отнесение техники к материальным средствам труда. Трудовые умения, навыки при этом в понятие техники не включаются. В историческом развитии общества техника явилась результатом и предпосылкой целенаправленной деятельности людей по производству материальных благ. Возникнув и развившись в сфере производства, техника сегодня вошла во все области общественной жизни: быт, транспорт, связь, международные отношения, научные исследования, медицину и т.д. Развитие и внедрение новейших технических средств определяет сегодня уровень не только материальной, но и духовной культуры общества. "Техника - это совокупность искусственно созданных материальных средств социальной деятель- ности, используемой в целях познания и преобразования дейст- \J вительности"/141, с,80/. Такое определение охватывает все существующие виды техники - как производственную, так и непроизводственную.

Производственная техника, являясь средством соответствующей деятельности людей, органически входит в целостную структуру современного материального производства. Марксистский технико-экономический анализ производства вычленяет в нем следующие компоненты: человек как субъект труда - главная производительная сила; техника (орудия труда) - средство целесообразной деятельности человека; предмет труда - сырье, материалы, полуфабрикаты и т,п,; продукт труда - изделия; технология - способ превращения предмета в продукт путем взаимодействия орудий труда с его предметом на основе определенных объективных естественных процессов; организация производства - форма соединения всех перечисленных компонентов с целью производства материальных благ.

Все перечисленные компоненты производства объективно взаимосвязаны и не могут существовать и рассматриваться изолированно друг от друга (конечно, в аспекте их производственного функционирования). Изменение одного из них приводит к немедленным изменениям всех остальных (в этом проявляется V системное качество материального производства - его целостность). Например, появление новой технологии приводит к разработке соответствующей техники, изменению содержания труда человека, соответствующей перестройке формы организации произ- водства, переходу к использованию других материалов в качестве сырья, к возможности получения изделий, обладающих новыми качествами, недостижимыми при прежних технологических способах обработки.

Так, использование электрофизикохимических способов обработки материалов в современном производстве привело к применению совершенно новых видов техники - электроннолучевой, лазерной, плазменной и других; трудовые действия человека перешли в сферу управления техникой и технологическими процессами (что обусловлено, в частности, принципиальной невозможностью непосредственного включения человека в технологический процесс, протекающий на макроуровне материи); в организации производства ведущим становится принцип концентрации технологических процессов, предусматривающий осуществление в одном агрегате различных технологических операций, что способствует комплексной автоматизации производства; появилась возможность обрабатывать сверхтвердые материалы, недоступные для других технологических способов; кроме того стала возможной практическая реализация принципов безотходного производства, предполагающих применение в качестве сырья отходов производственных процессов (например, аккумулирование и последующее использование продуктов анодного растворения). Реализация рассматриваемых технологических процессов позволяет получать изделия с уникальными качествами (точностью обработки, шероховатостью поверхности, прочностью деталей и другими).

Аналогично можно проследить влияние любого компонента производственной системы на все другие ее компонентні Главным,— определяющим из них является человек. Все изменения в производстве направлены, в конечном счете, на изменение содержания и характера труда рабочего. Кроме того, развитие основных компонентов производства зависит от культурно-технического уровня рабочих, их профессионального мастерства, отношения к ярУДУ. Одним из наиболее революционных и подверженных радикальным изменениям компонентов производства является техника, « Ее непрерывное совершенствование в процессе генезиса общества обусловливало качественные скачки в развитии производства, изменении содержания и характера труда (переход от ручных орудий к машинной технике и далее к автоматизированным техническим системам знаменовали революционные скачки в развитии производства и общества в целом). Решающая роль техники в системе производства особенно отчетливо проявляется в наши дни. Благодаря новым видам техники (электроннолучевой, лазерной, плазменной, электронно-вычислительной, микропроцессорной и другим) возможны те существенные изменения в современном производстве, которые связывают с новейшими этапами научно-технической революции.

Главной особенностью научно-технического прогресса в производстве на современном этапе его развития является проникновение науки во все сферы производственной деятельности. Наука находится в "эпицентре" системы современного материального производства, оказывая влияние непосредственно на все его составляющие, в то же время не являясь самостоятельным компонентом производства, что показано нами на схеме (рис. I).'

В связи с определяющей ролью науки в развитии современного производства и решающим значением техники в нем научно-технический прогресс сегодня неразрывно связан с развитием целостной системы "наука - техника - производство", которое -происходит путем познания все более глубоких закономерностей

Рис. I, Система современного материального производства. объективного мира, созданием на их основе новой техники, технологий, совершенствованием предметов, продуктов труда, форм' организации производства.

В этой системе наука определяет основные направления на- ^ учно-технического прогресса: поиск и освоение новых видов энергии; создание и внедрение в производство новых, более совершенных конструкционных материалов; переход на безотходные технологии, обеспечивающие максимально полное и комплексное использование сырья, экономию трудовых, энергетических и материально-технических ресурсов; комплексная автоматизация и механизация производства, включая создание и внедрение новых систем машин, автоматизированных производств и систем управления производст- венными процессами; реализация принципов научного управления на всех уровнях общественного производства/85/.

Долгое время методологические вопросы технических знаний, определяющие их место в науке, объекты и предметы их иссле- * дования, решаемые ими задачи, особенности построения, не являлись предметом серьезного философского анализа. Большинство исследователей считали технические знания лишь прикладной стороной естественных наук, не имеющей собственной специфики. Однако начиная с семидесятых годов появились исследования, в которых существенно пересмотрена точка зрения на природу и сущность технических наук (работы Ю.С.Мелещенко, Г.И.Шеменева, В.ВЛешева, Б.И.Иванова, В.Г.Горохова, В.М.Розина, Я.В.Сазонова, В.М.Фигуровской и других ученых). Хотя до настоящего времени еще нет единой точки зрения по многим аспектам методологии технических наук, тем не менее общепризнан их самостоятельный статус в системе научного знания, наличие в них самостоятельного объекта анализа, специфических задач, своеобразной логики , структуры построения, особенностей содержания.

Анализ исследований по методологии технических наук показывает, что излагаемые в них подходы во многом не противоречат друг другу, рассматривая различные стороны и аспекты изучаемого объекта, различные этапы его развития. В данной работе мы опираемся, главным образом, на концепцию научно-^, технического знания, излагаемую в работах В.ВЛешева, Б.И.Ива-,, нова и ряда других исследователей .

В настоящее время эта концепция представляется нам достаточно строгой, обоснованной, дающей детальную и глубокую раз-работку основных затрагиваемых в ней вопросов. Наиболее важным для нас в этом подходе является выделение трех основных сто- рон научного описания любого технического объекта и их всесто- г ронняя характеристика, что позволило нам рассматривать соответственно три аспекта содержания общих научных основ техники * как составной части политехнических знаний, дифференцировать его в зависимости от характера научного описания техники и степени общности знаний. Благодаря этому данный подход оказался достаточно конструктивным при применении его в педагогической теории в качестве одного из непосредственных методологических оснований разработки содержания политехнических знаний. Анализ подходов других авторов (/51/, /ПО/, /117/, /141/, /160/ и другие) показал, что во многих существенных для нас моментах их положения, выводы близки или совпадают с положениями рассматриваемого подхода.

Объекты технического знания в упомянутой концепции опре- *-деляются на основе анализа предметно-практической (включая материально-производственную) деятельности людей и расчленения ее на определенные структурные компоненты: технику, тех- \ нологию, материалы (предметы труда), составляющие в совокупности объектную сторону деятельности, и трудовые процессы (трудовые действия человека), представляющие ее субъектную сторону.

Заметим, что в связи с перечисленными нами выше составляющими материального производства такое расчленение практики может показаться неполным, поскольку в число ее компонентов не вошли продукты труда как результат деятельности, а также принципы ее организации. Однако, как утверждают авторы концепции /148, с,63/, составляющие практики как объекты технического знания рассматриваются относительно обособленно в соответствующих отраслях технического знания, поскольку они включаются в разные виды практической деятельности, В этом смысле целостность системы их функционирования при определении объектов технического знания можно не принимать во внимание. Например, продукты труда представляют непосредственный интерес для технического знания и являются его объектом, если это действительно технические устройства.

Однако, как будет показано ниже, продукт труда как вполне определенный компонент системы материального производства с его специфическим местом и связями в этой системе обязательно учитывается в структуре и содержании технического знания (он, в частности, определяет технико-экономические показатели¹ действия технического объекта). Аналогично, формы организации производства также учитываются в техническом знании, определяя организационно-технические характеристики действия техники.

Технические объекты как искусственные материальные средства целесообразной деятельности людей обладают двойственной природой: с одной стороны, они имеют естественную основу, являясь преобразованными телами и явлениями природы, которая представляет также среду их действия; с другой стороны, они являются искусственно созданными продуктами сознательной человеческой деятельности и выполняющими в ней определенные функции. В техническом объекте природные явления сознательно и целенаправленно организуются таким образом, что он оказывается в состоянии выполнять те или иные производственные функции.

Основной задачей технического знания и его предметом яв-¹^ ляется установление связи между действием_технического объекта и его строением. Описание этой связи и составляет глав- ¹ нов содержание технического знания /60, с.II/. Эмпирический (донаучный) уровень технического знания основан только на че~ ловеческом опыте, практике. Этот уровень технического знания оперирует двумя типами описания - описанием строения (морфо- * логическое описание) и описанием действия (функциональное опиА/ сание) - и не выявляет их закономерной связи, а лишь дает эмпирическое объяснение строения через функцию: строение таково потому, что оно обеспечивает требуемую функцию. Простые орудия труда, с которыми работали люди до возникновения машинной техники, обнаруживают явную связь строения и действия, полностью определяемую технологическим назначением орудия, способами его применения в труде.

Однако уже машинная техника предполагает понимание того, что взаимодействие элементов её строения в процессе действия есть форма того естественного процесса, который осуществляется в данном объекте. Здесь необходимо выделение трех сторон _v технического объекта: естественного процесса, совершающегося V в нем; устройства объекта; внешней функции объекта, выполняемой им в ходе процесса. Это уже уровень технической теории, в которой связь строения и действия объекта опосредована естественным процессом, причем он является основой, определяющей морфологические и функциональные свойства техники.

Таким образом, научное техническое знание соединяет морфологическое и функциональное описание посредством анализа естественных процессов в техническом объекте. Поэтому основными категориями для научного описания техники являются: "структу- Vра^п, "функция", "процесс" /60, с.188/. Соответственно выделя ются три группы показателей, отражающих указанные стороны тех- ?нического объекта и их взаимосвязь: \

I. Естественнонаучные (процессные) показатели технического объекта характеризуют его как носитель некоторых природних явлений, процессов, веществ безотносительно к его функциям. V 2» Функциональные (технические) показатели, раскрывающие особенности техники как средства целесообразной деятельности, ее целевое назначение. Осуществление определенной функции техническим объектом достигается посредством его взаимодействия с другими объектами, составляющими среду его действия. Показатели этого взаимодействия во многом аналогичны естественнонаучным (физическим, химическим и другим) величинам, описывающим естественные процессы (например, взаимодействие режущего инструмента с материалом заготовки описывается физическими параметрами: температурой, механическим напряжением, скоростью движения, величиной перемещения инструмента относительно заготовки и т.п.). Но описание функционирования техники не ограничивается комплексом таких (технико-технологических) показателей, отражающих ее место в технологическом процессе или в определенной технической системе. Техника различным образом включается в природную среду, в социальную среду. Отношения техники с природной средой подразделяются (помимо уже отмеченного выше использования природных явлений и веществ как ее природной основы) на отношения биологической организации человека и техники, а также отношения природной среды и действующей в ней техники. Поэтому действие техники определяется, помимо технико-технологических, технико-экономическими, эстетическими, психофизиологическими, экологическими и другими показателями /60/.

На современном этапе научно-технической революции техника становится не только средством взаимодействия человека с природой, но и средством взаимодействия, общения, социальной дея- тельности людей. "Техника - средство удовлетворения потребностей общественного человека, важнейшая часть материальной культуры общества, ..опосредующее звено в отношениях между людьми, ей присущи социальные характеристики, отражающие ее место и функции в общественной жизни людей. В ней отражаются стороны и функции тех явлений социальной действительности, с которыми она непосредственно соприкасается. Отсюда вытекает ее разделение на производственную, военную, бытовую, медицинскую и т.д.; ее экономические, социально-психологические, эргономические, эстетические и другие стороны и характеристики" /93, с.151/. Поэтому функциональное описание техники называют также социально-техническим описанием /60, с.190/.

3. Морфологические (конструктивные) показатели, определяющие особенности строения техники и взаимодействие ее структурных элементов. Строение техники практически реализует природные явления, процессы, материалы, осуществляя определенные функции. Морфологическое (конструктивное) описание предусматривает характеристику взаимного расположения частей и элементов техники, способа их соединения, взаимодействия, материалов, из которых они изготовлены и осуществляется при помощи соответствующих показателей (например, геометрические параметры, величина зазора между деталями, физические характеристики материалов и т.п.), Помимо естественного процесса на характеристики строения накладывают требования социально-технические, функциональные характеристики устройства и его элементов_# в совокупности они и определяют устройство технического объекта.

Ниже перечисленные типы описания (а также соответствующих характеристик, свойств, показателей) мы будем называть естественнонаучным, функциональным, конструктивным.

Некоторые из рассмотренных выше функциональных характеристик прямо и непосредственно связаны со строением и естественным содержанием технического объекта (например, технико-технологические, эстетические, эргономические), другие - опосредованно, через его технико-технологические показатели (например, экономические характеристики, определяемые прежде всего особенностями технологических операций, реализуемых посредством технического устройства и другие). Поскольку важнейшая и непосредственная функция техники - осуществление определенных технологических операций, то вся совокупность ее характеристик сводится в конечном счете к технико-технологическим , которыми непосредственно и оперирует техническая теория. Поэтому среди функциональных показателей выделяют две основные группы: технико-технологические и все остальные социально-технические показатели действия./60, с.192/.

Знание'естественного процесса также не приводит прямо к конструкции" объекта. Вначале строится его функциональная струк-тура, выделяются основные функциональные узлы, определяются функции отдельных элементов объекта и только после этого переходят к конструкции этих элементов.

Характерной особенностью научного знания о технике является многообразие рассматриваемых им связей технического объекта со средой, в которой происходит его применение, обусловливающих ряд разносторонних требований к его строению. Раскрытие и обеспечение каждого из них требует применения соответствую' щей отрасли естественных, общественных, гуманитарных научных знаний. Поэтому полное научное описание техники комплексно по самой ее природе - естественной и социальной. Выделяют две важных особенности этого описания: синтез различных научных знаний осуществляется на основе некоторой технической структуры, ее функциональных и ^N конструктивних свойств; в научном описании техники всегда есть основная, ведущая область знаний и соответствующая дисциплина, определяющая прежде всего функционирование и конструкцию объекта.

Она обусловлена основным природным процессом, который осуществляется в объекте и обеспечивает его действие /60, с«161/.

Место естественных наук в таком комплексе знаний определяется природной основой техники, ее взаимодействием с природной средой, а место общественных наук и наук о человеке -социальным характером техники, ее приспособлением к социальным и биологическим особенностям человека. Функционально-технические характеристики техники, требования к ней со стороны среды ее действия могут быть раскрыты лишь на основе знаний тех наук, которые исследуют различные аспекты взаимодействия техники со средой - технологических наук (технологические характеристики), экологии (характеристики взаимодействия техники и биосферы), эргономики (характеристики взаимодействия техники и человека), экономики (характеристики отношений техники и продукта труда), технической эстетики, социальной экологии, социологии (характеристики взаимодействия техники и общества) и других»

История материального производства как ведущей стороны развития общества представляет процесс его взаимодействия с природой, в котором человек вовлекает в сферу своей деятельности все больше материалов, явлений природы, непрерывно изменяя характер этого взаимодействия. До последнего времени материальное производство рассматривалось как конечная цель взаимодействия людей с природой, призванного удовлетворять только их потребности. Производственный цикл считался завершенным в том случае, если его объект проходил движение от предмета труда до продукта труда.

На ранних этапах развития общества, когда единственными материальными средствами деятельности человека были ручные орудия труда, являющиеся измененными, приспособленными к трудовой деятельности предметами природы, человеческое общество находилось в биологическом единстве с природой, ведущая роль в котором принадлежала природе, С появлением и развитием машинного производства, основанного на преобразовании природных процессов в промышленные, характер взаимодействия общества и природы принял форму противоречия между ними, что в конечном счете привело к нарушению экологического равновесия в природе. Сущность современного кризисного состояния в системе "общество - природа" сводится к тому, что помимо существовавших на Земле двух основных круговоротов вещества и энергии - геологического и биологического - возник и быстро развивается третий основной круговорот, вызванный производственной деятельностью людей (так называемый антропогенный или техногенный круговорот),

Характерной особенностью большинства современных производственных процессов, основанных на машинной технике, является их разомкнутость, прерывистость. Нынешний технологический способ производства "основан на превращении природных процессов в технологические, функционирующие по законам техники: природные образования расчленяются, энергия концентрируется, готовая продукция, составляющая малую часть исходных веществ, переходит в отходы в процессе потребления" /130, с.33/. Такая технология включает в себя человека как обязательное звено. Однако историческое развитие производства идет по линии его объективизации, то есть постепенного исключения человека из производственного процесса, превращения последнего в "полностью объективное средство практического преобразования мира субъектом" /100, с.232/.

Высшим этапом развития производства станет организация его по принципам и законам устройства, функционирования био-систем (как общим для высокоорганизованных систем любой материальной природа). Это позволит проектировать самоорганизующиеся технические системы, являющиеся, с одной стороны, наиболее полным воплощением идей автоматизации, с другой - самым радикальным способом решения экологической проблемы, основанным на единстве общества и природы, но на качественно новой технической и технологической основе. Процесс объективизации производства получит при этом свое логическое завершение, так как все производство будет органически вписываться в природу, являясь промежуточным звеном между ней и обществом.

Таким образом, дальнейшее развитие производства предполагает глобальную перестройку биосферы согласно потребностям общества по ее собственным законам и приведет к образованию единой биотехносферы (природной по законам построения, функционирования и развития и социально-технической по целям), которая будет действовать как живой организм, управляемый человечеством как своим биосоциальным компонентом /100, с.237/.Экологическая проблема в наиболее широком современном ее видении, как проблема взаимодействия общества и природы, является проблемой изменения характера этого взаимодействия на основе его оптимизации в соответствии с законами природа. Поэтому экологиза- цию производства связывают с новым этапом НГР, сущность которого - "в установлении гармонии общественных и природных процессов, в создании искусственно регулируемого замкнутого цикла взаимодействия между биосферой Земли и обществом, в преодолении разомкнутости, разорванности, прерывистости технологии" /126, с.59/.

Научно-техническая революция, качественно меняя характер взаимодействия человека с техникой, исключая его непосредственно из технологического процесса, тем не менее приводит к возрастанию его роли в функционировании производственно-технических систем. Значительно изменяется характер решаемых человеком задач, повышается степень его ответственности, психические нагрузки в процессе труда* Растет роль "человеческого фактора" в действии технических систем, что обусловлено рядом технических, экономических, социально-психологических причин.

Большие производственно-технические системы, состоящие из множества различных подсистем, связей с внешним миром, являются, как правило, недетерминированными системами, в которых в принципе невозможно предсказать заранее все возможные ситуации, условия и разработать соответствующие программы, алгоритмы их действия в полностью автоматическом режиме. Системы управления такими объекташ всегда останутся неавтоматическими в смысле полной самостоятельности их действия, а автоматизированными, то есть системами типа "человек - машина", в которых за человеком остается право окончательного решения, основанное на его главном преимуществе перед машинами - способностью разумно и творчески действовать в непредвиденных ситуациях (опираясь на интуицию, профессиональный опыт и другие чисто человеческие качества).

В ходе автоматизации производства осуществляется строгая экономическая оценка эффективности замены человека машинами в ,. тех или иных звеньях производственного процесса, С точки зрения эффективности (себестоимости продукции, затрат материалов, энергии, труда), производительности, надежности далеко не всегда целесообразно заменять человека-оператора сложным и дорогим оборудованием (за исключением случаев простых алгоритмов управления, опасных для человека условий труда, бысто-течных технологических процессов, значительных информационных потоков, непрерывных технологических процессов и т.п.). ^ ,

Психологические исследования показывают, что в системах "человек - машина", включающих человека в качестве пассивно го звена, осуществляющего элементарную переработку информа ции и действующего по принципу "стимул - реакция", эффектив ность и надежность оказываются невысокими, часты случаи ошибок из-за действия именно "человеческого фактора" (характера моти вации, эмоционального состояния, уровня работоспособности че ловека). Включение же человека в систему в качестве определя- ^!ющего звена, самостоятельно принимающего решения и управляю щего решением той или иной производственной задачи, звена ак тивного и творческого, позволяет достичь наивысших показате лей эффективности и надежности системы (принцип активного опе ратора в советской инженерной психологии /79/)* __ і

В процессе автоматизации учитывается также ее огромное социальное значение как главного средства принципиального изменения характера труда людей, превращения его в труд интересный, содержательный и творческий. Именно активная роль челове- V ка в процессе его взаимодействия с машиной создает условия для творческого характера человеческой деятельности в эпоху автоматизации, так как поиски человеком-оператором оптимальных путей решения задач, принятие им наиболее рациональных решений в тех или иных условиях является таким ке творчеством,как и конструирование новых технических систем.

Тенденция превращения человеческой деятельности в объект научного анализа, в частности определение ряда закономерностей человеческой деятельности, восприятия, поведения привела к возникновению социально-технических дисциплин (например, инженерной психологии, эргономики и других), устанавливающих связи функциональных характеристик и характеристик строения технического объекта на основе выявленных психологических, эстетических и других общих закономерностей. В этом случае в структуре научно-технического знания в основе взаимосвязи строения и функций технического _г объекта лежит не одно естественнонаучное знание, а комплекс естественнонаучных и общественных знаний (в отличие от собственно технических наук, где социально-технические дисциплины лишь помогают устанавливать связи социальных и технических аспектов действия технического объекта).

Взаимосвязь естественных, общественных и технических наук приобретает особое значение в эпоху современной научно-технической революции, являясь выражением общей тенденции синтеза научного познания, глубокого и всеобъемлющего проникновения различных областей знаний друг в друга. Разработка технических систем в наше время все больше опирается на когшлексное применение различных знаний, включая знания социальных закономерностей, знания о человеке, о влиянии техники на природную среду и другие. В этом плане весьма характерно становление и развитие комплексных научно-технических дисциплин, основанных на синтезе множества различных наук при изучении и проектировании технических объектов (например, системотехника /46/, теоретическая радиолокация /45/, физика горных пород /ИЗ/ и другие).

Системный подход к технике в области инженерно-конструкторской деятельности привел к появлению новой комплексной дисциплины - системотехники , призванной обеспечить методологическую организацию различных взаимосвязанных деятельностей в процессе проектирования технических систем: научных исследований, инженерных разработок, проектирования, изготовления, отладки. При этом предусматривается вполне определенная характеристика и логика изучения и создания объекта. В частности, формулируется следующая закономерность:"сначала изучается окружение системы и потребности (в ином смысле - функции системы и требования, которые к ней предъявляются), затем переходят к подсистемам, процессам, операциям и, наконец, к описанию компонентов системы" /ІІБ, с.350/. Таким образом, предусматривается соответствие конструкции объекта, его процессного содержания и выполняемых им функций (в широком смысле слова).

Основной задачей системотехники является исследование способов повышения эффективности инженерного труда на основе использования системных методов исследования и конструирования больших технических систем, объединения частных теоретических моделей в единую модель. При этом реализуется самый широкий подход к рассмотрению функций технической системы (учет социальной, экономической, природной и других сред ее действия). В системотехнике решающее значение имеет функциональный подход к технике, то есть мышление "на языке функций, а не способов, какими эти функции осуществляются компонентами системы" /49, с.33/.

Современные системные представления о технике, ее проек- / тировании, изготовлении, эксплуатации вызвали необходимость нового подхода к изучению техники и производства в целом в ""' процессе подготовки специалистов в системе высшей технической школы. Так, ректор Московского горного института академик В.В.Ржевский, говоря об особенностях современного технического знания, отмечает, что, например, "горный инженер-физик становится своего рода "универсалистом", поскольку в решении комплексных научно-технических задач горной науки и практики требуется участие коллективов специалистов различного профиля: физиков, химиков, акустиков, экономистов, геологов и т.д. А чтобы эффективно руководить ими, он должен овладевать знаниями многих естественных, общественных и технических наук. Он должен овладеть и общими средствами и методами, выработанными системным подходом. Поскольку же горные инженеры всегда и прежде всего должны обеспечивать безопасность горных работ (здесь этот фактор является определяющим) и стремиться !К максимальному учету человеческих факторов, то становится жизненно необходимым использование знаний эргономики, призванной как можно более полно учитывать человеческие факторы при проектировании новой техники, сложных "человеко-машинных" систем" /63, с.51/.

При подготовке современных инженеров возрастает значение изучения имиоснов психологии, эргономики, физиологии труда и других социально-технических аспектов труда. Примеры широкого, комплексного подхода к формированию знаний работника современного производства, его проектировщика, инженера имеются в зарубежном опыте. Так, в перечне дисциплин в прог- рамме подготовки инженеров-системотехников в СЖ предусматривается, например, изучение биологических, социоэкономичес-ких, экологических и других систем /49/. Американский школьный курс "Мир техники" предусматривает ознакомление учащихся с рядом социальных аспектов техники (в том числе с основами инженерной психологии, экономики и"другими) /168/.

Наивысший уровень синтеза различных наук при изучении технических объектов будет достигнут в результате создания обшей теории техники как фундаментальной науки, исследующей систему "природа - общество", в которой техника выступает промежуточным, связующим звеном, а техническое знание -формой отражения взаимодействия общества с природой через систему искусственно созданных материальных средств /141, с.151/. Предмет этой науки - структура связей и отношений в системе "природа - общество". Общая теория техники позволит синтезировать естественнонаучные знания, объектом которых является природа, и общественные науки, объект которых -общество и которые определяют социальные потребности, социальные отношения, а также этические и другие категории в структуре технического знания. Техническая наука на этом высшем этапе ее развития будет наукой "об общих естественных закономерностях в их оптимальном сочетании применительно к ноосфере, следовательно, с учетом социальных закономерностей и последствий вмешательства человека в дела природы" /141, с.154/. Задача общей теории техники - прогнозировать целостную динамическую систему, включающую в качестве своих элементов природу, материальное производство и человеческое общество с его духовной жизнью, с учетом Естественных и социальных закономерностей.

Поскольку дифференциация систем "общество - природа", "общество - техника" и "техника - природа" выделяет такие их составляющие, как "природные явления и процессы в технике", "роль биологической организации человека в технике", "функционирование техники в природной среде", "функционирование техники в социальной среде" /53/, общая теория техники предполагает всесторонний системный анализ на абстрактно-научном уровне материально-технических, социально-политических, стихологических, этических, эстетических и других отношений во взаимодействии общества с природой. Это обусловливает связи ее с другими фундаментальными науками, исследующими разные стороны системы "общество - природа": социальной экологией, бионикой и другими.

Итак, исходя из проведенного выше анализа современного понимания сущности научно-технического знания, его содержательных особенностей можно сделать вывод, что научные основы V техники представляют синтез трех взаимосвязанных подходов к рассмотрению технических объектов - функционального, естественнонаучного, конструктивного - и включают три соответствующие типа их описания.

Для раскрытия структуры и содержания функционального описа-: ния необходимо определить совокупность функциональных связей технических объектов (под техническими объектами вообще мы понимаем технику, технологию, материалы; в данной работе мы рассматриваем один из них - собственно технику). Технические объекты непосредственно функционируют в системе материального производства как его компоненты. Но поскольку производство, в свою очередь, является промежуточным звеном между природой и обществом, то следует также рассматривать функциональные отношения технических объектов с этими средами их действия.

Таким образом, функциональные отношения техники с технологией определяют технологический аспект действия техники (и соответствующие технологические требования к ней). Отношения техники с предметом труда (природными материалами) определяют помимо технологического аспекта ее действия (поскольку технологический процесс есть взаимодействие техники с предметом труда на основе объективных естественных процессов) одну из важных сторон ее взаимодействия с природной средой (и соответствующие экологические требования к технике). Отношения техники с продуктами труда определяют технико-экономический аспект ее действия, отношения с организацией производства - организационно-технический аспект, отношения с субъектом труда - человеком - эргономический аспект и соответствующие требования к технике.

Функциональные связи техники (в составе материального производства) с обществом обусловливают ряд социальных требований к ней: эстетических, социально-экологических и других, а ее связи с природой - экологический аспект действия техники и соответствующие требования, В полное научное описание технического объекта необходимо включать все перечисленные выше аспекты его действия. Общая структура и содержание научных основ техники представлены нами в виде схемы (рис, 2).

Техника -природа

Техника -общество

Типы исследуемых отношений техники

Техника -технология

Техника -субъект трудє

Техника -продукт труда

Техника -предмет труда

Техника - организация производства

Технологические

Экономические

Организационно-технические

Функциональные свойства техники

Эргономические и другие социально-технические

Функциональное описание

Естественнонаучное описание протекающих природных явлений

Описание строения техники

Рис. 2. Общая структура и содержание научных основ техники

2. Обшиє научные основы техники как составная часть политехнических знаний.

В соответствии с предложенной П.Р.Атутовым концепцией функциональной природы политехнических знаний /19/ последние представляют собой знания различного содержания, но выполняющие при определенных условиях политехническую функцию (наряду с методологической, эвристической и другими функциями знаний), а именно - раскрывающие общие научные основы производства. Следовательно, политехническими являются знания, во-первых, отражающие те или иные аспекты научного описания компонентов производства и, во-вторых, достаточно обобщенные. Исходя из рассмотренных в предыдущем параграфе структуры и содержания научных основ техники, можно классифицировать политехнические знания по их месту в этой структуре, уровням их общности, а также получить ряд других выводов в теории политехнического образования.

Основываясь на концепции функциональной природы политехнических знаний можно утверждать, что какое-^либо знание о технике является политехническим, если оно удовлетворяет одновременно двум критериям. Первым критерием, то есть необходимым условием выполнения такими знаниями политехнической функции, является включение их хотя бы в один из перечисленных выше трех аспектов описания техники (функциональный, естественнонаучный, конструктивный). Именно в этом случае и при условии взаимосвязи всех трех аспектов эти знания и будут раскрывать научные основы техники.

Очевидно, что второй критерий политехничности научных основ техники должен быть связан со степенью общности зна- ний. Для его определения необходимо выделить некоторые уровни,/ общности описания технического объекта. 3 качестве основания для классификации уровней примем степень детализации соответствующих типов описания, а именно: дя функционального описания - характер оценки функциональных свойств и возможностей объекта; для естественнонаучного описания - характер рассмотрения естественных явлений, протекающих в объекте; для конструктивного описания - степень детализации структурных компонентов объекта.

Наиболее общий уровень описания целесообразно определить следующим образом: для функционального описания: общая характеристика объекта как средства производственной деятельности (например, для металлорежущих станков - осуществление механической обработки материалов резанием); для естественнонаучного описания: основной естественный процесс, протекающий в объекте и его важнейшие закономерности (для металлорежущих станков - деформация материала режущим клином); для конструктивного описания: основные составные части объекта и их функциональные связи (для металлорежущих станков - его важнейшие звенья, обеспечивающие относительное движение резца и заготовки: двигатель, привод, рабочий орган)^

Следующий, более детальный уровень описания можно определить так: - для функционального описания: характеристика совокуп ности осноеных функциональных свойств объекта (например, полу чение тел вращения при обработке на токарных станках и дру гие их технологические, экономические, экологические , эргоно- мические характеристики); для естественнонаучного описания: комплекс наиболее важных естественных явлений, протекающих в объекте в процессе его работы, их основные закономерности (для токарного станка -деформация материала, теплообразование, трение, упрочнение поверхности , нарост и другие явления); для конструктивного описания: основные структурные элементы, их взаимное расположение, способы соединения, взаимодействие (для токарных станков - коробка передач, фартук, суппорт и т.д.).

Наконец, наиболее детальный уровень описания определяется следующим образом: для функционального описания: количественные характеристики совокупности всех функциональных свойств объекта (например, технические и другие показатели определенного токарного станка); для естественнонаучного описания: количественное описание естественных процессов, протекающих в составных элементах технического объекта (например, количественные характеристики процесса трения в узлах станка); для конструктивного описания: совокупность всех частей и элементов объекта, их расположение, способы соединения, взаимодействие, применяемые для их изготовления материалы (например, характеристики всех деталей определенного токарного станка и их взаимодействие в станке).

Естественно предположить, что критерию политехничности по уровню общности отвечают знания первых двух из перечисленных уровней описания технического объекта, которые и представляют уровни общности политехнических знаний. Знания последнего уровня не являются политехническими (они относятся к специальным, профессиональным знаниям). Различным уровням общности научных основ технических объектов отвечают различные уровни теоретического абстагирования этих объектов в соответствующих понятиях, схемах (структурных, функциональных и других), охватывающие соответственно более или менее широкие классы реальных технических объектов. Политехнические знания первого уровня общности предусматривают наиболее общее описание объекта (общая характеристика основной функции, ведущий естественный процесс, основные структурные части) и охватывают широкий класс объектов. Знания Еторого уровня детализируют основные стороны описания - рассматриваются определенные технологические и другие функциональные характеристики, комплекс основных естественных процессов в их взаимосвязи, основные элементы строения и характеристики их соединения, взаимодействия. Соответственно класс охватнваемых технических объектов сужается. Третий уровень описания - это детальные количественные показатели определенного технического объекта.

Как было показано в предыдущем параграфе, многообразие связей технического объекта со средой его действия, комплексный характер научного обоснования связей его функциональных характеристик и особенностей строения требуют применения соответствующей отрасли естественных, общественных или гуманитарных научных знаний. Полное научное описание технических объектов предполагает включение элементов многих научных знаний. Исходя из этого, можно сделать вывод о необходимости включения в содержание общих научных основ техники как состав-. ной части политехнических знаний элементов знаний тех наук, которые исследуют различные аспекты взаимодействия техники со средой ее действия (разумеется, если они удовлетворяют выделенным выше критериям): экологии (техника и биосфера), эргономики (техника и человек), экономики (техника и продукт труда), знания об организации производства (техника и формы организации производства), технической эстетики, социальной экологии (техника и общество) и других, на что указывают в своих работах П.Р.Атутов /22/, Ю.К.Васильев /36/, И.Д.Зве-рев /22/, А.А.Шибанов /161/ и другие видные ученые.

Отметим, что с позиций изложенного подхода к структуре и содержанию общих научных основ техники как составной части политехнических знаний на современном этапе научно-технического прогресса достаточно обоснованным представляется вывод о приобретении научными техническими знаниями политехнической функции (конечно, в случае их достаточной общности - соответствия второму критерию политехничности).

Исходя из рассмотренных выше особенностей содержания знаний о технике соответствующие научные знания, имеющие отношение к содержанию политехнического образования,можно условно разделить на три группы:

Основная, ведущая дисциплина в комплексе знаний о техническом объекте определяется основным природным процессом, осуществляемом в нем. Соответствующие знания обеспечивают естественнонаучное описание этого объекта и в зависимости от типов природных процессов это могут быть знания физики, химии, биологии и другие, то есть знания естественнонаучных дисциплин.

Вторую группу составляют знания, обеспечивающие функциональное описание технических объектов. Помимо естественнонаучных, технологических знаний, описывающих действие объекта в процессе осуществления тех или иных технологических операций или в технических системах, к этой группе относятся научные знания, описывающие другие аспекты его действия: природные, социальные, экономические и другие. Например, знания экологии, эргономики, экономики и т.п.

3. Третью группу знаний составляют собственно инженерно-технические знания, описывающие конструкцию технических объектов.

В соответствии с принятыми критериями знания о технологических процессах, материалах - технологические знания, материаловедение , определенные экологические знания - раскрывающие соответствующие аспекты функционального описания техники, включаются в содержание ее научных основ, а в случае их достаточной общности - в содержание политехнических знаний. Соответственно их можно классифицировать по выделенным выше уровням функционального описания техники.

Часть знаний об организации производства, отражающих его производственно-технический аспект (в отличие от организационно-хозяйственного, организационно-административного и других), рассматривающих совокупность определенным образом взаимосвязанных технических объектов, соответствующую характеру выпускаемой продукции и определяющую требования к этим техническим объектам (в соответствии с тем или иным принципом организации: в единичном, серийном, массовом производстве; принципом дифференциации или интеграции технологических процессов и т.п.), включается в функциональное описание этих объектов. Такие знания (в случае их достаточной общности) относятся к политехническим и их можно классифицировать по выделенным выше уровням функционального описания; организа- ционно-технические знания, представляющие наиболее общую характеристику соответствия технического объекта тем или иным принципам организации производства; организационно-технические знания, представляющие качественные характеристики реализации соответствующих функциональных свойств технических объектов при определенном принципе организации производства; количественные организационно-технические характеристики конкретного технического объекта.

Аналогично, экономические знания, описывающие технико-экономические характеристики объектов (характеристики функциональных отношений с продуктами труда) можно отнести к политехническим и классифицировать в зависимости от степени детализации этих характеристик (общая технико-экономическая характеристика; качественные показатели реализации соответствующих функциональных свойств; количественные технико-экономические показатели конкретного технического объекта).

Из всех знаний о человеке (субъекте труда) к научным основам техники (а в случае их достаточной общности - к политехническим знаниям) относятся те, которые раскрывают функциональные отношения технических объектов с человеком, то есть действие техники в человеческой (социальной) среде и, таким образом, обеспечивают соответствующий аспект научного описания технических объектов (в качестве компонента их функционального описания). Например, взаимодействие техники и человека, способы его оптимизации исследует эргономика. Поэтому эргономические знания, обладающие достаточной степенью общности (соответствующие первым двум уровням функционального описания техники), являются политехническими.

Заметим, что в соответствии с используемой наш концеп- цией научно-технического знания его объектами, помимо техники являются технология, материалы (объектная сторона практической, в том числе производственной, деятельности) и трудовые \ действия человека, трудовой процесс (субъектная сторона практической деятельности). Последняя сторона пока не является объектом научного технического знания, поскольку описание трудовых действий осуществляется, в основном, на эмпирическом уровне, определяемом производственным опытом. Однако наметившаяся в последнее время тенденция к разработке основ обшей теории трудовой деятельности, возникновение теорий, описывающих процесс принятия оптимальных решений при проектировании трудовой деятельности позволят выявить специфические научные закономерности организации трудовой деятельности, которые будут научно обоснованно связывать функции трудовых действий с их структурой. Тогда соответствующие технические знания станут научно-техническими и в случае их достаточной общности - политехническими.

Структура научного описания таких компонентов производства как технология и материалы (предметы труда) , наряду с техникой также обовначаемых общим понятием "технические объекты", полностью аналогична описанию техники и, следовательно, все полученные выше выводы (уровни общности, критерии) можно распространить и на эти объекты. Однако детальное рассмотрение этих вопросов выходит за рамки настоящего исследования» другие (кроме техники, технологии, материалов) компоненты производства - продукты и организация производства, а также человек как его сусъект - являются объектами соответственно экономических наук, научного знания об организации произвол- ства и комплекса наук о человеке (биологических, медицинских, психологических, социальных и других). Отнесение всех этих областей знания непосредственно к содержанию политехнического образования привело бы нас к слишком расширительному его толкованию. Поэтому, в соответствии с принятыми нами критериями политехничности знаний, целесообразно в содержание политехнических знаний включать лишь ту часть указанных знаний, которая может органически входить в состав научного описания технических объектов (в широком их понимании: техники, технологии, материалов), что было показано выше на примере обших научных основ техники.

В настоящее время научно-технические знания обеспечивают всестороннее научное описание практически всех современных технических объектов, как реально существующих в производстве, так и перспективных, научные основы которых разрабатываются на базе последних достижений естествознания. Научно-техническое знание соединяет структурно-функциональные (технические) и естественнонаучные схемы, модели объекта на том или ином уровне их общности, отображая в абстрактных моделях и соответствующих понятиях определенные классы реальных технических средств (например, теория резания описывает большой класс технических объектов - технологических процессов -охватываемых понятием "технология обработки материалов резанием"). Основываясь на выявленных выше особенностях содержания и структуре научных основ техники изложим вытекающий из них метод отбора объектов и содержания знаний об общих научных основах техники и его приложения к некоторым частным вопросам нашего исследования.

Поскольку научные основы техники включают три взаимосвя- занных подхода к ее рассмотрению и три типа соответствующих характеристик, - функциональные, естественнонаучные и конст-_г руктивные, - то в качестве оснований для классификации и отбора объектов техники и знаний о них можно принять любой из этих типов характеристик. Однако практически это осуществить не просто из-за многозначности каждого из них (многообразие функциональных свойств, совокупность многих естественных явлений, лежащих в основе действия техники, сложность строения). Тем не менее такой подход можно реализовать, если учесть выделенные выше уровни общности знаний. Другими словами, речь идет о возможности поуровневой, поэтапной классификации технических объектов и знаний с различными основаниями классификации на разных уровнях общности знаний, с переходом от одного уровня к следующему, начиная с наиболее общего.

Поскольку политехнические знания первого уровня общности предусматривают указание лишь на единственный, основной естественный процесс, протекающий в техническом объекте, то на первом уровне основанием для классификации и отбора знаний целесообразно принять основной природный процесс, лежащий в основе действия техники. В зависимости от общих характеристик действия и основных элементов строения технической реализации этого явления ему соответствует один или несколько (в зависимости от количества направлений.его технического применения) технических объектов (вернее, их общих моделей, структурно-функциональных схем, общих понятий).

Например, естественному явлению растворения поверхности металлического электрода (анода), подключенного к положительному полюсу источника тока (явлению анодного растворения), на первом уровне классификации будет соответствовать, в част- ности, такой обобщенный технический объект (понятие о нем) как электрохимическая обработка материалов (технологический процесс)» Его общее функциональное назначение - удаление части материала заготовки путем его анодного растворения, общие структурные компоненты - анод-заготовка, катод-инструмент и раствор электролита.

Таким образом, на первом уровне политехнических знаний и соответственно первом уровне классификации технических объектов, рассматриваемая схема включает наиболее обпше технические понятия, охватывающие широкие классы технических объектов (с большой вариацией их конкретных функциональных характеристик, особенностей строения и протекающих совокупностей естественных процессов). На втором уровне осуществляется их дальнейшая конкретизация, детализация, дифференциация всех трех сторон описания технических объектов, выделенных на первом уровне классификации, в зависимости от специфики функционирования, особенностей совокупности протекающих природных явлений, строения . При этом за основание классификации на этом уровне целесообразно принять функциональное описание, так как именно особенности действия техники на этом уровне определяют особенности комплекса протекающих природных процессов и особенности устройства. На втором уровне классификации соответствующие технические понятия являются менее обобщенными и охватывают менее широкие классы технических объектов, чем на первом уровне, и, следо-вательно,увеличивается количество таких понятий»

Так, технология электрохимической обработки материалов в зависимости от особенностей технологических и технико-экономических характеристик (производительности, качества обра- ботки и других) на втором уровне классификации представлена следующими технологическими операциями: электрохимическое травление, электрохимическая зачистка, электрохимическое шлифование, электрохимическая размерная обработка (точение, прошивка, отрезание и другие) /90, 109/,

На третьем уровне данная классификационная схема пред- ' полагает детальное количественное описание всех трех характеристик определенных технических объектов, В качестве основания классификации целесообразно принять характеристики строения объекта, отражающие конкретную предметную реализацию функциональных свойств и естественных явлений, выделенных на втором уровне (и соответствующие количественные показатели всех трех сторон описания объекта)» Однако этот уровень классификации не представляет интереса для политехнического анализа техники.

Описанный метод отбора политехнических знаний (на основе анализа содержания, понятий технических наук) действительно представляется "обобщением опыта технологических наук, кото-.\ рые действуют неизбежно этим же методом, обобщая практику" /153, с.107/, абстрагирующим реальные технические объекты в виде соответствующих понятий на разных уровнях общности знаний. Собственно политехнический анализ технических объектов уже осуществляется научно-техническим знанием и задача отбора объектов и содержания политехнических знаний сводится к анализу соответствующих общих научно-технических знаний. Весьма существенно, что при этом обязательно учитываются не только реально, но и потенциально существующие технические объекты, описанные в технической теории на основе использования достижений естественных наук.

Целесообразно провести аналогию с школьными естественно- научными предметами, содержание которых отбирается исходя из анализа структуры и содержания соответствующих естественных наук, но отнюдь не самих явлений природы, уже отраженных в этих науках при помощи соответствующих понятий на том или ином уровне общности. Однако на заре развития науки содержание образования подрастающего поколения отбирали, главным образом, именно на основе анализа самих природных явлений, так как развитых научных знаний о них еще не было. Пока технические науки не получили должного развития и их роль и место в системе научных знаний еще не были осознаны, содержание политехнических знаний строилось, в основном, на основе анализа самого реального производства. В настоящее время оно должно разрабатываться на основе анализа соответствующих наук о производстве, уже содержащих в себе метод анализа производства, а также все необходимые для этого данные (понятия, схемы, модели и т.п.).

Проиллюстрируем предложенную схему отбора объектов и содержания политехничевких знаний на примере механической обработки материалов» Основным естественным явлением, лежащим в ее основе, является деформация твердых тел (упругие и пластические деформации материалов в результате относительного смещения атомов кристаллической решетки). В зависимости от общего функционального назначения технической реализации этого явления на первом уровне классификации выделяется два технологических процесса - технология резания (формообразование механическим удалением слоя материала путем его деформирования режущим инструментом) и технология обработки давлением (формообразование путем пластической деформации материала без его удаления). Наиболее общая структурная особен- ность этих технологий - относительное движение заготовки и инструмента. Кроме того, рассматриваемое физическое явление определяет действие соответственно двух типов рабочих инструментов: режущих и для обработки давлением, а также соответствующего оборудования (машин), обеспечивающего действие этих инструментов - металлорежущих станков и машин для обработки давлением»

На первом уровне общности научные основы техники и технологии механической обработки материалов включают такие вопросы, как: сущность технологии механической обработки материалов резанием, давлением, процесс формообразования (дефор-мация материала заготовки); основные движения (относительное^v движение заготовки и рабочего инструмента); общие свойства режущего инструмента; основные звенья металлорежущих станков и станков для обработки давлением как машин.

Основанием дальнейшей детализации выделенных выше технических объектов на втором уровне общности являются их функциональные характеристики. В качестве основных технологических и технико-экономических характеристик выступают: особенности формы обработанных поверхностей; точность обработки (соответствие заданным размерам); качество обработки (шероховатость поверхности); производительность обработки; характеристики затрат человеческого труда (степень механизации, автоматизации и т.п.).

Кроме того, в соответствии с содержанием функционального описания технического объекта следует учитывать: - экологический аспект действия объекта (характеристики взаимодействия с природной средой); - эргономический аспект действия объекта (характеристики взаимодействия с человеком как субъектом труда).

В связи с особенностями технологических свойств (прежде всего - особенностей формы получаемых поверхностей) технология механической обработки материалов резанием подразделяется на точение, сверление, фрезерование, пиление, строгание, шлифование и другие абразивные способы обработки (здесь существенными технологическими особенностями являются точность и шероховатость обработки). Естественнонаучное и конструктивное описания технологии и техники механической обработки / резанием на рассматриваемом уровне включают следующие основные вопросы: процесс образования стружки, ее виды,зависимость от обрабатываемого материала; деформация срезаемого слоя, способы отвода струкки; теплообразование при резании, его влияние на процесс обработки; тепло.отвод при резании, охлаждение и смазка; нарост, наклеп: образование, влияние на процесс резания, шероховатость обрабатываемой поверхности, стойкость резца; износ режущих инструментов, виды и критерии износа, выбор геометрии инструмента в зависимости от характера износа; понятие о стойкости режущего инструмента, ее зависимость от скорости резания; требования к материалу резца; износ деталей, механический износ при трении скольжения и трении качения, тепловой износ, коррозионный износ; условия, влияющие на интенсивность износа (материал деталей, -удельное давление, относительная скорость движения и другие); сила резания, ее составляющие, зависимость от различ- ных факторов (материала, геометрии резца и других); мощность станка, условия рационального использования станков; скоростное резание, силовое резание; особенности процесса резания при точении, сверлении, фрезеровании, шшфовании; режимы резания, их элементы; V геометрия, устройство режущих инструментов; кинематические схемы станков, передаточные отношения и передаточные числа; основные механизмы, детали; механизмы передачи и преобразования движений: достоинства, недостатки, целесообразность применения.

Одним из существенных резервов повышения производительности станков является концентрация технологических процессов обработки деталей, увеличение числа одновременно обрабатываемых деталей. Это достигается применением многошпиндельных станков - автоматов и полуавтоматов, использованием принципа револьверной настройки (введение в работу различных головок: фрезерной, шлифовальной и других).

Точность, обеспечиваемая современными прецизионными станками, находится в пределах микрона, а иногда десятых и даже сотых его долей. Для достижения высокой точности станки оснащаются измерительными устройствами, использующими новейшие достижения физики, электроники. Однако даже достижение естественного предела точности не снимет проблему ее повышения, так как высокой точности необходимо добиваться не только на прецизионных, но и на станках обычного исполнения. В связи с этим возрастает роль и значение высокоточных абразивных методов обработки (шлифование, полирование и другие), особенно в условиях перехода многих функций точения, фрезерования и других методов обработки резанием к методам обработки давлением.

Совершенствование точности металлорежущих станков неразрывно связано с разработкой новых видов режущих инструментов, непосредственно производящих образование поверхностей деталей необходимой формы, обеспечивающих их требуемую точность и качество. Современное машиностроение предъявляет есє возрастающие требования к надежности, точности и производительности инструментов. Решающее значение для улучшения этих качеств инструмента имеет материал его рабочей части, в качестве которого применяют специальные стали, твердые сплавы, искусственные сверхтвердые материалы, алмазы, минерало-керамику. Для получения деталей еысокой точности применяют абразивные инструменты, изготовление и применение которых неуклонно возрастают.

Важнейшим технико-экономическим показателем металлорежущего оборудования является снижение затрат труда при его обслуживании, а также рентабельность. Поэтому широкое применение сейчас находят легко перенастраиваемые автоматические станки для серийного и мелкосерийного производства. Современнее станки с управлением вычислительной техникой сочетают высокий уровень автоматизации с гибкостью, то есть возможностью быстрой смены изготавливаемых деталей. С этой целью станки оснащаются универсальными манипуляторами с программным управлением для автоматической смены деталей и инструмента, они снабжаются автоматическими контрольно-измерительными устройствами и управляются микропроцессораш. В совокупности с этими устройствами станки превращаются в станочные модули, способные автоматически и бесперебойно работать в автономном режиме несколько рабочих смен. Станочные модули для разных видов деталей являются основой гибких станочных систем и будущих заводов-автоматов кибернетического типа. Разнообразные компоновки станочных модулей приводят к тому, что станку трудно дать какое-то наименование, связанное со способом формообразования: например, станкам типа "обрабатывающий центр". Сокращение затрат человеческого труда, являясь важнейшим социальным и экономическим требованием к технике и технологии обработки материалов, наиболее эффективно реализуется путем комплексной автоматизации производства, разработки гибких автоматизированных производств, изготавливающих изделия широкой номенклатуры, создания "безлюдных" производств.

Важнейшим направлением повышения производительности труда является автоматизированная обработка материалов давлением. Основными направлениями экономического и социального развития СССР на I98I-I985 годы и на период до 1990 года /12/ предусмотрено широкое применение малоотходных и безотходных технологических процессов, для чего планируется улучшение структуры металлообрабатывающего парка страны за счет опережающего роста выпуска прогрессивного кузнечно-преособого оборудования и автоматических линий, замена технологических процессов формообразования.

Обработка давлением - один из наиболее распространенных, прогрессивных, производительных и непрерывно развивающихся способов изготовления металлических и пластмассовых деталей без отходов в стружку. Точность и качество обработки давлением сегодня во многих случаях не уступают резанию, пределы применения обработки давлением практически неограничены. Многие современные кузнечно-штамповочные агрегаты и комплексы оснащаются числовым программным управлением, за счет использования микропроцессоров достигается высокое качество штампуемых деталей при одновременном повышении производительности. Применение роботов и роботизированных систем в кузнечно-штамповочном производстве позволяет осуществить его комплексную автоматизацию (не 'менее трети эксплуатируемых сейчас в промышленности роботов используется именно в кузнечно-штампо-вочном производстве).

Рассмотрение обработки материалов давлением на втором уровне общности политехнических, знаний включает следующие технологические процессы (в соответствии с их функциональным назначением): волочение, прокатка, штамповка, ковка, прессование. Многообразие машин для обработки давлением сводится к нескольким основным типам в зависимости от характера воздействия рабочих частей машины на деформируемую заготовку: молоты, гидравлические прессы, механические прессы, ротационные машины.

Обработка давлением обладает значительными экологическими достоинствами, осуществляя обработку без образования стружки. Техника как средство реализации того или иного технологического процесса приобретает на этапе экологизации производства новый функциональный показатель -экологично с т ь. "У техники как бы появляется новое измерение, которое ранее не принималось во внимание... Экологичность новой техники может быть сведена к двум моментам. Новая техника не должна расходовать невоспроизводимых ресурсов биосферы (либо в целостной технической системе должна быть предусмотрена подсистема воспроизводства ранее невоспроизводимых ресурсов) и загрязнять окружающую среду. Таким образом, новая техника рассматривается в отношении к ресурсам и загрязнению" /126, с.61/.

Следовательно функциональные отношения техники с природной средой (обусловленные использованием природных материалов в конструкции, природных явлений в основе действия техники, функционированием техники в природной среде, потреблением природных энергетических ресурсов) характеризуются следующими двумя аспектами экологичности техники, определяющими соответствующие экологические требования к ней:

Потребление природных ресурсов - требование их экономного расхода, в том числе: экономный расход материала заготовок; повторное использование отработанных или устаревших инструментов, материалов, их восстановление, реконструкция; использование охлаждающих жидкостей по замкнутому контуру, повторное использование масел и других материалов; экономия электроэнергии; увеличение сроков службы оборудования, инструментов и другие,

Воздействие техники на природную среду - требование снижения загрязнения среды воздействием техники, в том числе: утилизация отходов работы техники; локализация выбрасываемых веществ, металлической, наждачной пыли и других материалов; предупреждение утечки вредных вещевтв в среду, теплового загрязнения среды и другие.

Одним из важнейших средств экономии труда является учет в конструкции техники психофизиологических и других особенностей и возможностей человека. Возрастание роли "человеческого фактора" ставит задачу оптимизации условий трудовой деятельноа ти человека в составе системы "человек - орудие труда - предмет труда - производственная среда". Возникает необходимость исследования сложных, комплексных процессов трудовой деятельности человека, создание ее общей теории, являющейся основой проетирования деятельности человека в системе "человек - техника". Именно такие исследования характерны для эргономики, которая осуществляет комплексное изучение и проектирование трудовой деятельности с целью оптимизации орудий, условий и процесса труда /37/.

Соответствие системы "человек - машина" требованиям эргономики, ее способность изменять свою эффективность в зависимости от уровня учета возможностей человека в процессе ее создания и эксплуатации называют эргономично-с т ь ю этой системы /37,с.28/. Комплексные эргономические показатели системы "человек - машина" разделяют на несколько групп: гигиенические, антропометрические, психофизиологические, психологические, социально-психологические. Каждый из них характеризует степень учета соответствующей стороны организма, психики человека в конструкции техники и организации системы "человек - техника". Перечисленные эргономические показатели характеризуют эргономический аспект функционального описания техники.

Основываясь на проведенном анализе основных функциональных свойств, направлений и тенденций развития техники и технологии механической обработки материалов, можно выделить следующие важнейшие составляющие содержания научных основ техники, которые целесообразно включить в содержание политехнических знаний учащихся: научные основы достижения высокого качества обработки, повышения производительности техники и сокращения затрат труда; научные основы действия современных режущих инструментов, а также техники, применяемой при обра- ботке материалов давлением; основы повышения экологичности техники и улучшения ее эргономических показателей. Дидактические аспекты изучения этих вопросов в процессе трудового обучения школьников будут рассмотрены во второй главе диссертации.

3. Пути усиления политехнической направленности содержания основ техники в трудовой подготовке учащихся.

Важнейшими задачами осуществляемой реформы общеобразовательной и профессиональной школы являются усиление политехнической, практической направленности преподавания есєх школьных предметов, соединение профессиональной подготовки с политехническим образованием учащихся. Основной путь решения поставленных задач - эффективная реализация ленинского принципа советской школы - соединения обучения с производительным трудом - применительно к современным условиям развития нашего общества. Единство и взаимосвязь трудовой, профессиональной и общеобразовательной подготовки школьников, овладение определенной профессией и широкое политехническое образование учащихся - в этом проявляется диалектика развития современной советской школы /14, C.j9/.

Трудовая подготовка школьников осуществляется во всей системе учебно-воспитательной работы школы: в процессе изучения основ наук, трудового обучения, общественно полезного и производительного труда, во внеклассной работе по науке и технике. Усиление политехнической подготовки учащихся ДОЛЕНО охватывать все перечисленные звенья» В содержании общего образования необходимо "больше уделять внимания практическим и лабораторным занятиям, показу технологического применения законов физики, химии, биологии и других наук, создавая тем самым основу для трудового обучения и профессиональной ориентации молодежи" /14, с.45/.

Однако соединение обучения с трудом школьников не ограничивается только привлечением производственно-технического материала на занятиях по общеобразовательным предметам, решением задач с производственным содержанием, производственными экскурсиями, выполнением лабораторно-практических работ, овладением рядом общетрудовых умений, навыков в процессе этих работ и учебных занятий. Все это составляет только одну сторону этой связи, другая важнейшая сторона - применение общеобразовательных, политехнических знаний непосредственно в труде - на уроках трудового обучения, в процессе общественно полезного, производительного труда, во внеклассной работе. Тогда труд школьников становится осмысленным, творческим, интересным и поэтому эффективным в образовательном, развивающем и воспитательном отношении.

Трудовое обучение выступает средством политехнической подготовки учащихся при условии усвоения ими в процессе тру-/ да научных основ техники и технологии производства и овладе- \ ния на этой базе политехническими умениями /19, с.68/. Осо- ' бенности усвоения научных основ техники в процессе трудового обучения обусловлены, в частности, их синтетическим, комплексным характером, поскольку любой объект труда, решение любой производственно-технической задачи предполагает комплексное применение различных научных закономерностей, изучае- мых в разных учебных предметах. Комплексный, междисциплинарный характер содержания научных основ техники, их непосредственная практическая значимость в процессе труда школьников определяют место трудового обучения в системе политехнической подготовки как предмета обобщающего, завершающего целостный процесс формирования политехнических знаний учащихся /19/,

Усиление политехнической направленности трудового обучения является слоеной, многоплановой проблемой. ЇЇ.Р.Атутов отмечает, что для эффективной реализации политехнического принципа в трудовом обучении школьников необходимо, в частности: формирование умений самостоятельно применять теоретические знания при выполнении производственно-технических заданий; наличие соответствующих программ обучения; подготовка учительских кадров; создание учебно-материальной базы; разработка системы изучения техники /19, с.138/,

В настоящее время, как отмечалось выше, изучение техники должно быть ориентировано на более широкий охват ее функций в деятельности людей, характера ее взаимодействия с обществом и природой. Необходимо уточнение, модернизация ^г общей стратегии изучения техники, общей схемы рассмотрения V ее научных основ, соответствующих современному пониманию роли и места техники в жизни общества, а также учет специфики реализации этой схемы в различных звеньях системы политехнической подготовки учащихся.

Возрастание сложности современных технических систем сопровождается увеличением их общности, единства научно-технических основ, функциональных компонентов, использованием общих унифицированных конструктивных единиц. В связи с этим важно формирование у школьников такого подхода к тех- нике, при котором она рассматривается прежде всего со стороны ее функций в деятельности людей, в производстве, в обществе, а не только тех конкретных способов, какими они во-, плошаются в конструкции объекта, в используемых в нем природ-^ иых явлениях, В предметах естественно-математического цикла техника рассматривается главным образом с точки зрения применения в ней того или иного изучаемого природного ЯЕЛЄНИЯ, его закономерностей. Функциональный подход наиболее эффективно может быть осуществлен в процессе трудового обучения при / изучении реальных технических объектов, применяемых непосред- U" ственно в процессе труда школьников. При этом любое техничес- ^ кое устройство рассматривается как один из возможных способов реализации определенных функциональных свойств путем использования тех или иных естественнонаучных закономерностей в соответствующем конструктивном воплощении. Такой подход способствует формированию гибкого, альтернативного мышления учащихся, обеспечивающего в значительной степени их дальнейшую профессиональную мобильность, способность к перемене труда.

При анализе материального производства в качестве ведущего может быть принят любой из его компонентов в зависимости от цели исследования. Так, при разработке содержания производственного обучения рабочих, связанного прежде всего с овладением ими трудовыми умениями и навыками, в качестве ведущего выступает субъект производства и его труд - определяется совокупность трудовых процессов, их составляющих (операций, приемов, действий, движений) в зависимости от остальных компонентов производства (техники, технологии, организации и других); при разработке содержания технологической подготовки учащихся в качестве ведущего компонента целесообразно рассматривать технологию; при разработке содержания обучения школьников конструкторской деятельности - продукты труда, изделия; при ознакомлении учащихся с основами материаловедения - предметы труда, сырье.

В нашем исследовании ведущим компонентом производства при его анализе принята техника. Но ее нельзя рассматривать изолированно, вне целостной системы материального производства и его основных компонентов, вне функциональных связей техники с этими компонентами. Совокупность этих функциональных связей была раскрыта нами в 1 диссертации. Обусловленный ими многоаспектный характер рассмотрения техники в содержании образования учащихся требует реализации комплексного, междисциплинарного подхода к содержанию изучения ее основ в школе, предполагающего привлечения знаний многих общеобразовательных дисциплин для раскрытия функциональных отношений техники с компонентами материального производства, природой,обществом, соответствующих требований к технике, их реализации на основе определенных природных явлений и конструктивного исполнения.

Предметом нашего рассмотрения выше была производственная техника. Однако объектом политехнических знаний сейчас становится также непроизводственная техника, в связи с чем возни-кает необходимость изучения возможности ее рассмотрения в рамках предложенного комплексного подхода к содержанию научных основ техники, иначе он будет неполным, незавершенным. Нам представляется возможным и обоснованным расширение предложенного подхода и на сферу непроизводственной техники, поскольку любой ее объект также является компонентом определен- ной системы, целостность которой обусловлена целесообразным характером деятельности человека (в данном случае - непроизводственной) .

Поскольку любой объект непроизводственной техники вы-полняет определенные функции в деятельности человека как ее искусственно созданное материальное средство, то можно говорить о способах выполнения им этих функций, причем безотносительно к трудовым действиям человека, а на основе реализации тех или иных природных явлений, то есть говорить о технологии непроизводственной сферы (например, в холодильнике - технология охлаждения). Аналогично можно рассматривать предмет труда - объект, на который направлена деятельность человека с использованием данного технического средства, результат этой деятельности - продукт труда, организацию деятельности как форму соединения ее компонентов с целью получения заданного результата.

Таким образом, объекты непроизводственной техники дей- ^ ствуют в системе, компоненты которой аналогичны компонентам V материального производства. Очевидно это обусловлено тем, что перечисленные компоненты составляют систему практической деятельности вообще, разновидностями которой являются и производственная (материальное производство), и непроизводственная деятельность. На основании этого все наши выводы и положения распространяются также и на непроизводственную технику, рассматриваемую как компонент соответствующей системы.

Включение учащихся в подлинный, осмысленный производительный труд выступает наиболее важным и ответственным этапом политехнической подготовки учащихся, обеспечивающим практичес- кое применение усвоенных ими политехнических знаний. Как показывает опыт и многочисленные педагогические исследования (например, /19/, /24/, /25/, /122/ и другие) усвоение учащимися знаний основ наук не обеспечивает еще умения применять их на практике, без чего они становятся формальными. Проявлений такого "абстрактного, словесного" политехнизма можно избежать только на основе соединения обучения с производительным трудом. Марксистско-ленинская гносеология раскрыла основополагающую роль общественной практики в процессе познания объективной действительности. Только в ходе создания материальных и духовных ценностей люди открывают закономерности, свойства материального мира. В связи с этим выделяются следующие основные познавательные функции труда: труд как средство формирования потребностей в знаниях; труд как сфера применения научных знаний; труд как источник новых знаний.

Применение учащимися знаний в труде связано, главным $, образом, с осмыслением и обоснованием трудовых, производственных процессов на базе знаний их научных основ. Потребности в научных знаниях возникают, когда школьники сталкиваются с затруднениями в процессе труда, для сознательного преодоления которых у них нет необходимых средств - знаний. Практическая значимость выполняемых трудовых заданий, интерес учащихся к ним вызывают стремление овладеть необходимыми научными знаниями. Они могут быть усвоены школьниками при последующем изучении соответствующих разделов общеобразовательных предметов, в процессе самостоятельной работы с литературой, а также непосредственно в процессе самого труда. С этой образовательной стороной труда связана его функция источника знаний: о свойствах материалов, о технике, технологии, которые школьни ки полз/чают при работе с ними. "В процессе производительного труда происходит значительное обогащение практического опнта учащихся, расширяется запас сведений о явлениях природе, техники, производства и общественной жизни, использование которых на уроках труда способствует сознательному усвоению научных знаний и лучшему пониманию их значения для практики, для производства. Творческое использование приобретенных знаний в производительном труде в свою очередь ведет к их углублению и конкретизации, вызывает практическую потребность в новых знаниях, побуждает учащихся к учению" /17, сЛбЛ

Участие школьников в производительном труде предполагает обязательное наличие у них не только политехнических, но и профессиональных, узкоспециальных знаний» Поэтому весьма актуален вопрос о взаимосвязи политехнических и профессиональных знаний учащихся* Обеспечение единства политехнической и профессиональной подготовки школьников является одной из основных задач осуществляемой реформы общеобразовательной и профессиональной школы, что требует, в частности, разработки теоретических основ взаимосвязи политехнических и профессиональных знаний в процессе подготовки учащихся к труду,

В качестве способа взаимосвязи политехнических и профессиональных знаний рядом исследователей (например, А.П.Беляевой, И.Д.Клочковнм и другими) предлагается выделение некоторого промежуточного уровня знаний в зависимости от степени их общности. Такой подход, на наш взгляд, вполне правомерен. Однако его реализация связывается с выделением так называемых отраслевых политехнических (общеотраслевых) или профессионально-политехнических знаний, обладающих общностью в пределах одной отрасли производства и общих для соответствующей группы профессий (объединенных профессией широкого профиля). Такое сужение содержания знаний до пределов отрасли приводит к некоторому искажению традиционного понимания сущности политехнических знаний как знаний об общих научных основах и объектах производства. Кроме того, в современном производстве многие технические средства, технологические процессы, материалы, трудовые функции рабочих, организационные формы производства носят межотраслевой характер и существует устойчивая тенденция дальнейшего возрастания их общности по мере развертывания научно-технической революции (например, появление предельно общих технических объектов типа микропроцессоров, всеобщий характер принципов автоматического управления производством и другие). Поэтому целесообразно ранжирование политехнических знаний по уровням общности безотносительно к тем или иным отраслям производства и характерным для них профессиям.

В предыдущем параграфе на основе представления о функциональной природе политехнических знаний и с учетом особенностей содержания научных знаний о технике, выявленных в ряде исследований по методологии технических наук были выделены уровни знаний о научных основах техники в соответствии со степенью детализации основных сторон научного описания технических объектов: функциональной, естественнонаучной и коструктивной. Существенно, что обобщение знаний проводится при этом не по количеству охватываемых профессий той или иной отрасли производства, а в зависимости от содержания самих знаний.

Мы предполагаем, что взаимосвязь содержания политехнических и профессиональных знаний обусловлена единством трех уровней знаний о научных основах технических объектов. При -этом знания второго уровня, являясь политехническими, дифференцируются в зависимости от изучаемых в процессе трудовой и профессиональной подготовки по тому или иному профилю технических объектов, обеспечивая непосредственную взаимосвязь и взаимообусловленность политехнических и профессиональных знаний о них.

Заметим, что количество выделяемых уровней политехнических знаний не столь существенно для реализации данного подхода. Важна сама уровневая структура политехнических знаний и способы выделения уровней (предлагаемый способ условно можно назвать понятийно-содержательным обобщением в отличие от отраслевого подхода). Три используемых нами уровня научного описания объектов производства являются минимально необходимыми для рассмотрения их взаимоотношений как проявления диалектики общефилософских категорий общего, особенного и единичного. Кроме того, выделенные три уровня знаний наиболее удобны при разработке содержания образования и его реализации в процессе обучения школьников, так как соответствуют структуре и содержанию действующих учебных планов и программ средней общеобразовательной и профессиональной школы.

В принципе возможна и более детальная уровневая структура политехнических знаний.Например, возможно выделение знаний более высокого уровня общности, чем описанный нами первый уровень. Такие знания предусматривают единое описание всех технологических способов обработки материалов (обработку резанием, давлением, электрофизикохимические и другие методы) , всех технических средств производственной деятельности людей (рассматривая способы оптимального сочетания естественнонаучных, социальных, экономических, эстетических и других закономерностей в технике как промежуточном звене во взаимодействии общества и природы). Однако для убедительного обоснования введения такого уровня необходима более детальная разработка общих технических теорий, таких как, например, общая теория техники/141/, общая технология обработки материалов (теория размерного формообразования /78/) и другие. На перспективность таких фундаментальных знаний для разработки содержания политехнического образования и трудового обучения указывают в своих работах П.Р.Атутов /22/, В.А.Поляков /107/ и другие ученые. Не исключено, что элементы таких фундаментальных технических знаний составят основу содержания отдельного учебного предмета (точно так же как фундаментальные физические, химические и другие знания составляют основу соответствующих школьных предметов).

Изучение научных основ техники на основе соединения обучения с производительным трудом учащихся имеет две стороны.^ Содержание научных основ техники, как было показано выше, представляет комплекс знаний, приобретаемых учащимися при изучении общеобразовательных дисциплин, в процессе трудового обучения, а также непосредственно в процессе производительного труда. С другой стороны, этот комплекс знаний непосред- л ственно применяется учащимися в процессе труда с использованием техники: при планировании работы, выборе технических средств и режимов их работы, при управлении техникой в ходе выполнения определенных заданий и выполнении других функций труда. В зависимости от содержания знаний и характера их применения в процессе труда изучение научных основ техники каж- дого из выделенных выше уровней их общности имеет свои характерные особенности в процессе соединения обучения с производительным трудом*

Высокая степень обобщенности политехнических знаний первого уровня общности, раскрытие ими самых существенных свойств технических объектов (прежде всего - только основного естественного процесса, протекающего в них) и охват широкого класса реальных объектов позволяют посредством этих знаний дать учащимся представление о научных основах всех важнейших технических объектов, характерных для современного материального производства и непроизводственной техники, обеспечив таким образом единство политехнического образования всех школьников независимо от профиля их трудовой и профессиональной подготовки. Очевидно, что такие знания должны быть представлены в содержании общеобразовательных предметов, общих тем, разделов трудового обучения (в ОПТУ - общетехни-ческих дисциплин).

Таким образом, учебный материал общеобразовательных предметов должен включать на доступном учащимся уровне сложности научные основы всех наиболее распространенных классов технических объектов, отражая основной естественный процесс, лежащий в основе их действия, их решающие функциональные свойства, основные части строения. Формируемый таким образом политехнический кругозор учащихся должен соответствовать современному уровню развития техники и технологии производства. Например, в соответствии с выводами предыдущего параграфа, должны быть шире представлены техника и технология обработки давлением, электрофизикохимических методов обработки материалов (лазерная, плазменная, электроннолучевая и другие виды техники), основные принципы мало- и безотходного производства, основы автоматизации производства (принципы автоматического управления, элементы робототехники, микропроцессорной техники), элементы эргономики и другие.

Содержание предметов естественно-математического цикла включает политехнические знания (первого уровня общности) о технических объектах, в которых взаимосвязь характеристик функционирования и строения осуществляется на основе анализа естественных явлений, протекающих в них» В то же время существуют области научно-технического знания, в которых такая связь обеспечивается закономерностями, не сводящимися непосредственно к естественнонаучным законам. Такие знания должны быть представлены в содержании общих для всех учащихся тем, разделов трудового обучения. Сюда относятся, например, знания о производственном, технологическом, трудовом процессах, их функциях, структуре, принципах построения. Кроме того, здесь должны быть представлены знания о некоторых общих аспектах действия технических объектов: экономическом (основные технико-экономические показатели: производительность, качество, себестоимость продукции и другие), экологическом (понятие об экологичности производства, техники, основных путях ее реализации), эргономическом (понятие о роли "человеческого фактора" в действии современной техники, о путях ее согласования с человеком) и другие вопросы.

Поскольку научные основы техники включают элементы знаний многих наук, представленных в различных школьных предметах, их изучение должно опираться на разветвленную сеть межпредметных связей, выступающих органически необходимым условием формирования целостного представления о научных основах техники, В основе межпредметных связей, реализуемых при изучении научных основ техники, согласно излагаемому подходу, лежит органическая взаимосвязь функционального, естественнонаучного и конструктивного описаний технического объекта. Многообразие связей обусловлено множеством отношений технического объекта со средой действия, комплексным характером обоснования связей его функциональных характеристик и устройства, что вызывает необходимость привлечения элементов знаний соответствующих отраслей естественных, гуманитарных и социальных наук.

Совокупность мёжпредметных связей в системе общеобразовательных предметов, способствующих всестороннему раскрытию общих научных основ техники, представляет взаимосвязи между политехническими знаниями первого уровня общности (сюда же относятся связи с общими темами, разделами трудового обучения). Их можно классифицировать следующим образом:

Связи между знаниями, отражающими общие функциональные свойства объекта по отношению к различным средам его действия (связи типа функция - функция)* Например, общие экологические требования к технике в курсе биологии и требования психофизиологической организации человека в курсе анатомии и физиологии человека.

Связи между знаниями, отражающими различные естественные явления, протекающие в техническом объекте (связи типа процесс - процесс). Например, агробиологические основы обработки почеы в курсе биологии и ее физические основы в курсе физики.

Связи между знаниями, отражающими различные стороны устройства технического объекта (связи типа устройство - уст- ройство). Например, общее строение режущего клина в курсе физики и понятие об углах и их мере в курсе математики,

Связи между знаниями, отражающими функциональные свойства объекта и протекающие в нем естественные явления (связи типа функция - процесс). Например, экологические требования к технологическим процессам в биологии и химические процессы переработки отходов производства в курсе химии.

Связи между знаниями, отражающими функциональные свойства объекта и его структурные элементы (связи типа функция -устройство). Например, представление о безотходном производстве в курсе экономической географии и структурные схемы безотходных технологий в курсе химии.

Связи между знаниями, отражающими природные явления, протекающие в техническом объекте и его устройство (связи типа процесс - устройство). Например, некоторые геометрические понятия и теоремы из курсе математики, лежащие в основе геометрической оптики, и устройство оптических приборов в курсе физики.

Политехнические знания второго уровня общности определяются содержанием трудовой и профессиональной подготовки по определенному профилю и, предусматривая более детальное описание основных сторон технических объектов, охватывают более узкие классы технических средств (соответствующие им менее обобщенные технические понятия, схемы, модели), представителями которых являются используемые учащимися в процессе труда технические средства. Так, при подготовке токарей к политехническим знаниям второго уровня общности относятся знания о функциональных характеристиках станков (форме обрабатываемых поверхностей, шероховатости, точности обработки, технико-эконо- мических показателях и других характеристиках), о совокупности естественных процессов, протекающих при точении (деформации, трении, тепловыделении и других), об основных механизмах, деталях токарных станков и функциональных связях между ними. Усвоение таких знаний позволяет быстро переключаться на работу с любым из объектов рассмотренного класса, способствуя подвижности трудовых функций в его пределах.

Политехнические знания второго уровня общности выполняют важную роль в процессе трудовой и профессиональной подготовки школьников. Во-первых, они являются основой для последующего усвоения профессиональных знаний, обеспечивая непрерывность, постепенность перехода к ним от знаний первого уровня общности, то есть они выполняют роль промежуточного уровня знаний в процессе профессиональной подготовки учащихся. Во-вторых, они имеют существенное, специфическое значение в процессе политехнического образования. Являясь совокупностью различных по содержанию знаний, они способствуют формированию у школьников умений синтезировать знания разных наук и применять их в процессе труда. Полученное в трудовом обучении на примере определенных объектов представление о месте комплексных, междисциплинарных знаний при изучении техники и работе с нею важно для дальнейшей работы учащихся с любыми техническими средствами.

Многообразие применяемых на этом уровне общности знаний создает благоприятные условия для развития политехнического мышления учащихся, реализации проблемных методов обучения, развития самостоятельности школьников в постановке и решении задач, что не всегда удается полностью осуществить на более высоком уровне общности в общеобразовательных предметах (из-за фундаментальности, значительной степени обобщенности соответствующих знаний, ограничивающих возможности школьников в их самостоятельном получении, анализе, применении).

Функциональное и естественнонаучное описания техники на втором уровне общности носят комплексный, синтетический характер (отражая совокупность природных явлений, совокупность внешних'функциональных характеристик объекта), что обусловливает синтезирующий характер трудового обучения, а также первостепенное значение реализации межпредметных связей его с основами наук в процессе изучения научных основ техники. Такие межпредметные связи можно классифицировать следующим образом (как типы взаимосвязей между политехническими знаниями первого и второго уровней общности, формируемыми соответственно при изучении основ наук и в процессе трудового обучения) :

Связи между функциональными описаниями первого и второго уровней общности (типа функция - функция). Например, понятие о рентабельности производства, производительности труда в курсе обществоведения и технико-экономические характеристики техники в трудовом обучении,

Связи между естественнонаучными описаниями первого и второго уровней общности (типа процесс - процесс). Например, взаимодействие клина с материалами в курсе физики и совокупность явлений, сопровождающих процесс резания - в трудовом обучении.

Связи между конструктивными описаниями первого и второго уровней общности (типа устройство - устройство). Например, основные звенья машин в курсе физики и основные механизмы и детали станков в трудовом обучении.

Помимо межпредметных связей трудового обучения и основ наук, обусловленных взаимосвязями знаний о научных основах техники первого и второго уровней общности для формирования и комплексного применения политехнических знаний второго уровня общности в процессе трудового обучения необходимо осуществление его связи с естественными, общественными и гуманитарными дисциплинами на втором уровне общности: для актуализации на уроках труда необходимых знаний второго уровня общности, усвоенных в соответствующих общеобразовательных предметах; для опоры на знания этих предметов при формировании новых знаний второго уровня общности в процессе трудового обучения.

Таким образом, изучение научных основ техники второго уровня общности на основе соединения обучения с производи-тельнвм трудом осуществляется в процессе трудового и профессионального обучения школьников по определенному профилю путем реализации межпредметных связей с основами наук и в пр.о-цессе производительного труда, где эти знания применяются непосредственно при работе с техникой.

Утверждение о соответствии знаний первого и второго уровней общности соответственно содержанию общеобразовательных предметов и трудового, профессионального обучения, конечно, носит не абсолютный, а доминирующий характер, поскольку, с одной стороны, непосредственная практическая работа с рядом технических объектов при изучении основ наук иногда требует сообщения учащимся знаний второго (и даже третьего) уровня общности, а с другой - не все знания первого уровня обо всех изучаемых в трудовом, профессиональном обучении технических объектах могут быть даны в основах наук.

В соответствии с принятой нами классификацией знания третьего уровня - специальные, профессиональные знания -включаются в содержание трудовой и профессиональной подготовки учащихся по определенному профилю с целью овладения ими определенной профессиональной квалификацией. По объему и содержанию они, в совокупности с политехническими знаниями, должны соответствовать требованиям профессионально-квалификационной характеристики для того или иного уровня квалификации работника. Эти знания определяют конкретные функционально-технологические количественные показатели, естественнонаучные характеристики, например, изучаемой модели станка, все элементы его устройства и их функциональные взаимосвязи. Формирование этих знаний осуществляется в процессе трудового и профессионального обучения, производительного труда учащихся на базе политехнических знаний их последовательной конкретизацией и углублением, а также на основе реализации межпредметных связей с основами наук. В процессе производительного труда такие знания применяются при работе с конкретными техническими устройствами и обеспечивают их квалифицированную эксплуатацию в производственных условиях.

Заметим, что элементы знаний всех трех уровней (научных основ техники) входят в содержание образования школьников и в современном его виде, но их соотношение и объем не всегда отвечают требованиям профессиональной подготовки школьников, осуществляемой на широкой политехнической основе (как предусмотрено реформой школы). Относительный объем знаний всех трех уровней на разных этапах трудовой и профессиональной подготовки учащихся должен, очевидно, быть различным. По-видимому, в УШ-П классах основное место должны занимать знания первого и второго уровней, обеспечивая политехническую основу для профессионального обучения. При этом профессиональные знания в содержании обучения присутствуют в объеме, необходимом для овладения конкретными умениями и навыками работы с техникой и включения учащихся в производительный труд.

Таким образом, для усиления политехнической направленности содержания основ техники в трудовой подготовке школьников, на наш взгляд, необходимо: реализовать комплексный подход к содержанию научных основ техники, предполагающий учет совокупности функциональных свойств техники и соответствующих требований к ней, их реализации на основе определенных природных явлений и конструктивного исполнения; обеспечить взаимосвязь содержания политехнических и профессиональных знаний как единства трех уровней знаний о научных основах техники; осуществлять подход к изучению техники, при котором она рассматривается прежде всего со стороны ее функциональных свойств, а не только способов их конкретной процессной и конструктивной реализации. Способы осуществления выявленных путей усиления политехнической направленности содержания основ техники в трудовом обучении школьников будут рассмотрены в следующей главе диссертации.

Особенности содержания современных знаний о технике

Научное определение понятия"техника" восходит к классикам марксизма-ленинизма. Высказывания Е.Маркса, Ф.Энгельса, В.И.Ленина о месте и значении техники.в общественной жизни, в деятельности людей, о ее развитии и природе являются методологической основой научного исследования техники. Им принадлежит основополагающая идея о неотделимости техники от общества, от преобразующей деятельности людей. Все технические средства -"продукт человеческого труда, природный материал, превращенный в органы человеческой воли, властвующей над природой, или человеческой деятельности в природе. Все это - созданные человеческой рукой органы человеческого мозга, овеществленная сила знания" /3, с.215/.

К.Маркс рассматривал историю техники как процесс становления материального базиса общества, материальных, социальных условий жизни людей и их общественных отношений. При анализе общественного производства он выделял технику в качестве его важнейшего компонента. Основным условием подлинно научного, диалектико-материалистического подхода к исследованию техники К.Маркс считал ее рассмотрение во взаимосвязи с человеком и его трудом в структуре того или иного исторически определенного способа производства. Это дало ему возможность раскрыть качественное отличив машины от простого орудия и установить закономерности процесса становления технического базиса капиталистического способа производства /і/.

В.ЇЇ.Ленин указывал на необходимость рассмотрения техники как формы объективного процесса. "2 формы объективно-г о процесса: природа (механическая и химическая) и ц е л е-полагающая деятельность человека. Соотношение этих форм ...ТЕХНИКА МЕХАНИЧЕСКАЯ И ХИМИЧЕСКАЯ потому и служит целям человека, что ее характер (суть) состоит в определении ее внешними условиями (законами природы)" /8, с.170/.

Различия в концепциях техники, разрабатывавшихся впоследствии многими учеными, касались в основном лишь места техники в человеческой деятельности. "Одни исследователи под техникой понимали комплекс материальных веществ... другие, кроме комплекса материальных вещей, в понятие "техника" включали навыки к труду. Третьи в понятие техника включали все, что человечество ставит между собой и природой, сюда входит и техническое творчество. Некоторые авторы считают, что техника - это только искусство производить что-либо" /168, с.74/.

В настоящее время большинство ученых признают отнесение техники к материальным средствам труда. Трудовые умения, навыки при этом в понятие техники не включаются. В историческом развитии общества техника явилась результатом и предпосылкой целенаправленной деятельности людей по производству материальных благ. Возникнув и развившись в сфере производства, техника сегодня вошла во все области общественной жизни: быт, транспорт, связь, международные отношения, научные исследования, медицину и т.д. Развитие и внедрение новейших технических средств определяет сегодня уровень не только материальной, но и духовной культуры общества. "Техника - это совокупность искусственно созданных материальных средств социальной деятельности, используемой в целях познания и преобразования дейст- \J вительности"/141, с,80/. Такое определение охватывает все существующие виды техники - как производственную, так и непроизводственную.

Производственная техника, являясь средством соответствующей деятельности людей, органически входит в целостную структуру современного материального производства. Марксистский технико-экономический анализ производства вычленяет в нем следующие компоненты:

- человек как субъект труда - главная производительная сила;

- техника (орудия труда) - средство целесообразной деятельности человека;

- предмет труда - сырье, материалы, полуфабрикаты и т,п,;

- продукт труда - изделия;

- технология - способ превращения предмета в продукт путем взаимодействия орудий труда с его предметом на основе определенных объективных естественных процессов;

- организация производства - форма соединения всех перечисленных компонентов с целью производства материальных благ.

Все перечисленные компоненты производства объективно взаимосвязаны и не могут существовать и рассматриваться изолированно друг от друга (конечно, в аспекте их производственного функционирования). Изменение одного из них приводит к немедленным изменениям всех остальных (в этом проявляется системное качество материального производства - его целостность). Например, появление новой технологии приводит к разработке соответствующей техники, изменению содержания труда человека, соответствующей перестройке формы организации производства, переходу к использованию других материалов в качестве сырья, к возможности получения изделий, обладающих новыми качествами, недостижимыми при прежних технологических способах обработки.

Общие научные основы техники как составная часть политехнических знании

В соответствии с предложенной П.Р.Атутовым концепцией функциональной природы политехнических знаний /19/ последние представляют собой знания различного содержания, но выполняющие при определенных условиях политехническую функцию (наряду с методологической, эвристической и другими функциями знаний), а именно - раскрывающие общие научные основы производства. Следовательно, политехническими являются знания, во-первых, отражающие те или иные аспекты научного описания компонентов производства и, во-вторых, достаточно обобщенные. Исходя из рассмотренных в предыдущем параграфе структуры и содержания научных основ техники, можно классифицировать политехнические знания по их месту в этой структуре, уровням их общности, а также получить ряд других выводов в теории политехнического образования.

Основываясь на концепции функциональной природы политехнических знаний можно утверждать, что какое- либо знание о технике является политехническим, если оно удовлетворяет одновременно двум критериям. Первым критерием, то есть необходимым условием выполнения такими знаниями политехнической функции, является включение их хотя бы в один из перечисленных выше трех аспектов описания техники (функциональный, естественнонаучный, конструктивный). Именно в этом случае и при условии взаимосвязи всех трех аспектов эти знания и будут раскрывать научные основы техники.

Очевидно, что второй критерий политехничности научных основ техники должен быть связан со степенью общности знаний. Для его определения необходимо выделить некоторые уровни,/ общности описания технического объекта. 3 качестве основания для классификации уровней примем степень детализации соответствующих типов описания, а именно: для функционального описания - характер оценки функциональных свойств и возможностей объекта; для естественнонаучного описания - характер рассмотрения естественных явлений, протекающих в объекте; для конструктивного описания - степень детализации структурных компонентов объекта.

Наиболее общий уровень описания целесообразно определить следующим образом:

- для функционального описания: общая характеристика объекта как средства производственной деятельности (например, для металлорежущих станков - осуществление механической обработки материалов резанием);

- для естественнонаучного описания: основной естественный процесс, протекающий в объекте и его важнейшие закономерности (для металлорежущих станков - деформация материала режущим клином);

- для конструктивного описания: основные составные части объекта и их функциональные связи (для металлорежущих станков - его важнейшие звенья, обеспечивающие относительное движение резца и заготовки: двигатель, привод, рабочий орган) Следующий, более детальный уровень описания можно определить так:

- для функционального описания: характеристика совокупности ОСНОЕНЫХ функциональных свойств объекта (например, получение тел вращения при обработке на токарных станках и другие их технологические, экономические, экологические , эргоно 39мические характеристики);

- для естественнонаучного описания: комплекс наиболее важных естественных явлений, протекающих в объекте в процессе его работы, их основные закономерности (для токарного станка -деформация материала, теплообразование, трение, упрочнение поверхности , нарост и другие явления);

- для конструктивного описания: основные структурные элементы, их взаимное расположение, способы соединения, взаимодействие (для токарных станков - коробка передач, фартук, суппорт и т.д.).

Наконец, наиболее детальный уровень описания определяется следующим образом:

- для функционального описания: количественные характеристики совокупности всех функциональных свойств объекта (например, технические и другие показатели определенного токарного станка);

- для естественнонаучного описания: количественное описание естественных процессов, протекающих в составных элементах технического объекта (например, количественные характеристики процесса трения в узлах станка);

- для конструктивного описания: совокупность всех частей и элементов объекта, их расположение, способы соединения, взаимодействие, применяемые для их изготовления материалы (например, характеристики всех деталей определенного токарного станка и их взаимодействие в станке).

Дидактическая схема изучения научных ОСНОЕ техники в процессе трудового обучения

Единство теории и практики в процессе обучения школьников можно рассматривать в двух аспектах: как связь изучения основ наук с трудом учащихся и как связь их труда с основами наук. Первая сторона рассматриваемой связи осуществляется главным образом в процесса изучения общеобразовательных предметов. Структура осуществления связи естественнонаучных знаний с технической стороной производства выявлена П.Р.Ату-товым /19, с. 87/ (мы воспроизводим ее на рис.3) и направлена от естественных явлений и их закономерностей к производственным объектам.

В процессе труда научные знания привлекаются с целью научного обоснования трудовых процессов, действия используемых средств труда. Технику можно рассматривать со стороны функционального, естественнонаучного, конструктивного подходов и соответствующих характеристик, свойств. Научные знания необходиш для обоснования всех этих характеристик, поэтому структура связи технических объектов с научными знаниями, на наш взгляд, может быть представлена в виде схемы (рис. 4) и направлена от конкретного технического объекта, особенностей его действия к закономерностям естественных явлений, происходящих при его работе, и к его конструкции.

Рассмотрение других вариантов использования природных явлений в основе работы техники для реализации заданных функциональных свойств и соответствующих им конструктивных решений дает возможность широкого варьирования изучаемого материала, выделения общего и особенного в знаниях о разных объектах техники, что повышает уровень формируемых у школьников обобщений, способствует успешному переносу знаний в другие ситуации, создает наиболее благоприятные условия для ознакомления учащихся с перспективными направлениями развития техники.

Таким образом, изучение научных основ техники в общеоб-разовательных предметах направлено от определенных естествен- них явлений, их закономерностей, к технологическому, техническому их применению для осуществления тех или иных производственных функций в соответствующем коструктивном воплощении. При изучении техники на уроках труда исходными выступают прежде всего функциональные свойства объекта и соответствующие требования к нему. Лежащие в основе действия объекта природные процессы, его конструктивное решение рассматриваются как один из возможных способов предметной реализации данных функций. При этом важно обосновать целесообразность именно такого, а не иного выбора конструктивного и процессного решения, возможность их дальнейшего совершенствования в связи с изменяющимися требованиями производства, общества, природной среды.

Похожие диссертации на Изучение научных основ техники в процессе трудового обучения как средство политехнической подготовки школьников

Комплексное применение средств наглядности и технических средств обучения в подготовке студентов педвуза для трудового обучения школьниковГуджеджиани, Нора Ватовна

Подготовка учителя труда к обучению и воспитанию сельских школьников средствами традиционных ремесел татарского народаАхметов Линар Гимазетдинович

Формирование основ профориентационных знаний и умений у школьников (на материалах изучения оптической техники по физике, астрономии и основами производства)Аскарова, Жанымша

Творческие задачи как средство подготовки младших школьников к проектной деятельностиСерегина Наталья Валерьевна

Индивидуализация полихудожественной образовательной среды как средство подготовки младших школьников к творческой деятельностиРудаков, Владимир Аркадьевич

Экономическая подготовка как средство социализации младших школьников Землянская Елена Николаевна

Подготовка будущего учителя начальных классов к художественно-эстетическому воспитанию сельских школьников средствами декоративно-прикладного искусстваГусев Дмитрий Александрович

Подготовка учителя к развитию творчества младших школьников в процессе изучения предметов естественно-математического цикла Сибаева Венера Фатавиевна

Повышение эффективности формирования практической готовности будущих учителей к профессиональной ориентации школьников : (На примере изучения математики)Ханжарова, Баян Серикбаевна

Подготовка старших школьников к выбору профессии в процессе модернизации системы образованияЕгорова Светлана Владимировна