Розробка методики формування знань і вмінь з основ матеріалознавства в учнів на уроках трудового навчання з використанням інформаційно-комунікаційних технологій

· полістиролівфенольні,

· формальдегідні.

Композитний матеріал (КМ), або композит -- гетерофазний матеріал, окремі фази якого виконують специфічні функції, забезпечуючи йому властивості, яких не має жодний з компонентів окремо. Зазвичай отримують поєднанням двох або більше компонентів, які нерозчинні або малорозчинні один в одному і мають властивості, що сильно відрізняються. Один компонент пластичний (зв'язувальна речовина, або матриця), а другий має високі характеристики міцності (наповнювач, або зміцнювач). Таким чином, у КМ кожний компонент грає свою специфічну роль: матриця забезпечує пластичність, зміцнювач -- міцність матеріалу; Особливий клас КМ -- це природні КМ.

КМ класифікують за рядом ознак:

за формою зміцнювального компонента (волокнисті, дисперсно-зміцнені, шаруваті). Волокна можуть бути безперервними і дискретними;

за видом матеріалу матриці (металеві, керамічні, полімерні, вуглецеві);

за схемою армування (для волокнистих матеріалів) -- з одновісним, двовісним, тривісним та багатовісним армуванням;

за видом матеріалу зміцнювача (металеві частинки, металеві волокна і шари, вуглецеві, борні, скляні, органічні, керамічні волокна). Залежно від технології введення армувальних волокон у матрицю застосовують різні форми армувальних елементів -- нитки, джгути, стрічки, тканини.

У КМ на основі полімерних матриць як полімер використовують епоксидні, фенольні, поліуретанові, поліамідні смоли. Ці смоли мають низьку густину, невисоку температуру полімеризації, високу міцність і жорсткість, достатню адгезійну міцність з основними видами армувальних волокон, гарні технологічні властивості.

Як матеріали зміцнювачів застосовують високоміцні і високо жорсткі (з високим модулем пружності Е) волокна всіх перелічених вище типів залежно від умов роботи виробу. Ними можуть бути тонкий дріт, спеціально виготовлені волокна, вуса. Діаметр волокон змінюється від одиниць до декількох десятків мікрометрів.

У КМ з металевою матрицею основним матеріалом для матриць є сплави на основі Al, Mg, Ті, іноді нікелеві сплави. Як зміцнювач використовують вуглецеві волокна, нитки з карбіду кремнію, оксиди алюмінію, бору, тонкі дроти металів.

У КМ керамічного типу матрицею служать оксиди, нітриди, карбіди, інтерметаліди.

Властивості та використання КМ.

Властивості КМ залежать від матеріалу матриці і зміцнювача, кількісного їх співвідношення, форми зміцнювача, для волокнистих КМ -- від схеми армування і довжини волокон.

Матриця зв'язує композицію, придає їй форму. Від властивостей матриці залежать технологічні режими одержання КМ і такі важливі характеристики, як робоча температура, густина, питома міцність.

КМ з металевою матрицею.

Механізм зміцнення таких КМ дисперсними частинками і волокнами принципово різний. У дисперсно-зміцнених КМ міцність залежить від здатності дисперсних частинок гальмувати рух дислокацій у матриці. При цьому основне навантаження сприймає матриця, і міцність великою мірою залежить від відстані між частинками та їх розмірів. Залежно від розміру зміцнювальних частинок дисперсно-зміцнені матеріали поділяють на два типи: матеріали з частинками 0,01.-.0,1 мкм у кількості до 15% і композити з частинками, які перевищують за розмірами 1 мкм, при загальній кількості понад 25 %. В матеріалах першого типу матриця несе основне навантаження, тоді як частинки утруднюють переміщення дислокацій і тим самим викликають зміцнення. Коефіцієнт зміцнення, оцінений як відношення тимчасового опору композиту до тимчасового опору матриці укомп /уматр, для них може досягати 15. У композитах другого типу навантаження розподіляється між матрицею й зміцнювальними частинками. Крім того, ці частинки, як і в першому випадку, перешкоджають руху дислокацій. Загальне зміцнення укомп /уматр досягає 25.

Прикладом композитів першого типу може бути А1, зміцнений високодисперсними частинками А12О3. Ці матеріали зберігають свою міцність до високих температур (~ 0,8 Тпл), стійкі проти повзучості. Такі композити, як правило, одержують методами порошкової металургії. Вони знаходять застосування як жароміцні і жаростійкі матеріали.

До матеріалів другої групи відносяться широко розповсюджені тверді сплави, виготовлені методом порошкової металургії (WC-Со, ТіС-Со та ін.). Сплави цього типу застосовують для різального інструменту, матриць, пуансонів, лопаток турбін.

В композитах, армованих волокнами, матриця є середовищем, що передає навантаження волокнам і розподіляє його між ними. Отже, міцність таких КМ при незмінній кількості зміцнювача залежить від міцності волокон, сили зчеплення між волокнами і матрицею і від опору матриці зсуву. Як приклад приведемо композит «Алор» (алюмінієва матриця + органічне волокно). Якщо в А1 ув ~ 50 МПа, то в такому КМ ув ~ 500-600 МПа, а швидкість росту тріщини, у порівнянні з А1, знижується більш ніж у 20 разів. Це зумовлено гальмуванням розвитку тріщини волокнами.

Важливу роль у зміцненні волокнистих матеріалів грає відношення довжини волокна до його діаметра: чим воно більше, тим вище міцність КМ.

В ряді конструкцій використовуються комбінації (гібриди) різних видів зміцнювачів. Такі КМ називають гібридними. Як правило, вони мають вищі технологічні та службові характеристики, оскільки в них досягається можливість поєднання переваг різних матеріалів.

Кількість зміцнювана у волокнистих КМ може мінятися від декількох відсотків до 70 -- 80%, а коефіцієнт зміцнення досягає 50.

Орієнтовано стружкова плита (ОСП, часто ОСБ -- від англ. Oriented Strand Board) -- багатошаровий (3-4 шари) листовий композиційний матеріал, що складається з деревинної стружки, склеєної різними смолами з додаванням синтетичного воску і борної кислоти. Стружка в шарах плити має орієнтацію: в зовнішніх -- поздовжню, у внутрішніх -- поперечну.

Класифікація:

· OSB-1 -- для використання в умовах зниженої вологості (меблі, обшивка, упаковка).

· OSB-2 -- для виробляння тримальних конструкцій в сухих приміщеннях.

· OSB-3 -- для виробляння тримальних конструкцій в умовах підвищеної вологості.

· OSB-4 -- для виробляння конструкцій, що працюють в умовах значних механічних навантаг в умовах підвищеної вологості.

За покривом ОСП поділяють на:

· Полаковані -- покриті лаком з одного боку.

· Поламіновані -- покрита ламінатом (зокрема -- під багаторазову опалубку для бетонних робіт: кількість циклів -- до 50).

· Обшпунтовані -- плита з обробленими краями з 2-х або 4-х сторін плити для укладання за площею поверхні.

На основі аналізу програми визначимо зміст вивчення матеріалознавства для 7-9 класів:

У 7 класі в розділі 1 «Основи матеріалознавства» виділено дві години, тобто дві теми, а саме: тема 1.1 «Види конструкційних матеріалів. Деревина.», тема 1.2 «Властивості деревини. Добір матеріалу для виготовлення виробу».

У 8 класі в розділі 1 «Основи матеріалознавства» виділено дві години, одна тема: тема 1.1 «Сортовий прокат та листовий метал, як конструкційний матеріал.» тому ми її розділимо на 2 уроки.

У 9 класі в розділі 1 «Основи матеріалознавства.» виділено одну годину, тема 1.1 «Матеріали хімічного походження. Композиційні матеріали».

В 7 класі учні повинні:

Знати: характеристику деревини як конструкційного матеріалу; називати види пиломатеріалів. характеризувати властивості деревини; називає дефекти деревини;

Вміти: розрізняти види пиломатеріалів, визначати породи деревини за структурою, вибирати деревину для виготовлення виробу з урахуванням вимог до деревинних матеріалів.

В 8 класі учні повинні:

Знати: поняття метал, сплав, чавун та сталь, види сталей, профілі сортового прокату.

Вміти: розрізняти метали та сплави, розпізнавати профілі сортового прокату, визначати вплив термообробки на механічні властивості сталей.

В 9 класі учні повинні:

Знати: види полімерів; приклади виробів, які виготовлені з полімерів та композитів; вплив штучних матеріалів на здоров'я людини і навколишнє середовище; властивості композитів;

Вміти: розрізняти композиційні матеріали серед інших штучних матеріалів; розрізняти композити на основі деревини; визначати шкідливі пластмаси за їх маркуванням.

У трудовій діяльності важливу роль відіграють знання і вміння учнів з матеріалознавства, тому важливо щоб вони знаходились на високому рівні, тому для їх формування в учнів ми використаємо інформаційно-комунікаційні технології і опишемо їх систему у наступному параграфі.

1.3 Сутність інформаційно-комунікаційних технологій та їх система для формування знань і вмінь у 7-9 класах

Передавання знань є складовою людської діяльності, тому застосування новітніх інформаційних технологій у галузі освіти зумовлені двома чинниками. З одного боку, це необхідність підготувати учня до його майбутнього робочого місця, а з іншого - необхідність більш ефективної передачі знань, до швидкого сприйняття й обробки інформації, яка надходить, успішно її відображати і використовувати. Наявність знань та вмінь з інформаційних технологій стає базовою вимогою для випускника школи. Молода людина, яка не володіє сучасними ІКТ, яка не ознайомилася з технологіями Інтернет у ЗНЗ, буде неминуче відкинута за межі сучасного інформаційного суспільства.

Сьогодні гострою є потреба розробки і впровадження нових технологій формування знань, умінь і навичок, нового змісту, методів, засобів навчання, дидактично-методичного забезпечення в цілому. Впровадження ІКТ в освітню систему України та формування єдиного інформаційно-освітнього простору - одні з пріоритетних напрямів сучасної державної політики. Науково-методичні основи використання ІКТ у навчально-виховному процесі в середовищі "1 учень - 1 комп'ютер" основною метою ІКТ навчання є підготовка учнів до життєдіяльності, яка відповідає умовам інформаційного суспільства. Педагогічним завданням ІКТ навчання є підвищення якості, інтенсивності і ефективності уроку; розвиток творчості учня; формування інформаційної культури учня, формування знань і вмінь.

Важливим для аналізу шляхів побудови технологій навчання на базі

засобів ІКТ, що сприяють розвитку наступності шкільної і вузівської освіти, є питання про класифікацію цих засобів.

Класифікації ІКТ за різними ознаками і критеріями. Одній з найбільш обґрунтованих представляється така класифікація:

1. Комп'ютерні повчальні програми, що включають електронні підручники, тренажери, тьютори, лабораторні практикуми, тестові системи.

2. Навчаючі системи на базі мультимедіа технологій, побудовані з використанням персональних комп'ютерів, відеотеки, накопичувачів на оптичних дисках.

3. Інтелектуальні і навчальні експертні системи, що використовуються в різних предметних областях.

4. Розподілені бази даних за галузями знань.

5. Засоби телекомунікації, що включають електронну пошту, телеконференції, локальні і регіональні мережі зв'язку, мережі обміну даними і т.д.

6. Електронні бібліотеки, розподілені і централізовані видавничі системи.

Такі підходи до класифікації педагогічних програмних засобів (ППЗ) безумовно необхідні, але з погляду використання засобів ІКТ у навчанні важливішим представляється підхід, заснований на виділенні педагогічних (методичних) функцій цих засобів.

Таку типологію пропонує, наприклад, Дж. Велінгтон. Він виділяє програми, які призначені для тестування і закріплення знань, умінь і навичок: тренувальні (skill-and-drill) і наставницькі (tutorial). Наступна група програмних засобів -- ігрові та імітаційні, потім -- програми забезпечення інформаційно-пошукової діяльності учня і, нарешті, програми, в яких стратегію і тактику навчання обирає той, хто навчається.

І.В. Роберт виділяє наступні типи педагогічних програмних засобів:

- навчальні ПЗ, методичне призначення яких -- повідомлення суми знань, формування умінь і (або) навичок навчальної і (або) практичної діяльності і забезпечення необхідного рівня засвоєння, що встановлюється зворотним зв'язком програми, що реалізовується засобами;

- ПЗ, призначені для контролю (самоконтролю) рівня оволодіння навчальним матеріалом;

- ПЗ - тренажери, призначені для відпрацювання умінь, навичок навчальної діяльності, здійснення самопідготовки;

- інформаційно-довідкові, інформаційно-пошукові ПЗ (системи), що представляють користувачеві можливість вибору необхідної інформації і висновку;

- імітаційні ПЗ, що знайомлять того, хто навчається, з певними аспектами реальності для вивчення його основних структурних або функціональних характеристик за допомогою деякого обмеженого числа параметрів;

- моделюючі ПЗ довільної композиції, що надають в розпорядження того, хто навчається, основні елементи і типи функцій для моделювання певного аспекту реальності;

- демонстраційні ПЗ, що забезпечують наочне подання навчального матеріалу, візуалізацію об'єктів, що вивчаються, явищ, процесів, взаємозв'язків між ними;

- ігрові ПЗ, призначені для «програвання» навчальних ситуацій з метою формування умінь ухвалювати оптимальне вирішення або вироблення оптимальної стратегії дій;

- ПЗ, що використовуються для організації діяльності в позакласній, позашкільній роботі, мають на меті розвиток уваги, реакції, пам'яті і т.д.

Ця типологія може стати основою для цілеспрямованого застосування засобів ІКТ у різних технологіях навчання і аналізу їх можливостей в розвитку наступності в навчанні. Відзначимо тільки, що для забезпечення функціональної повноти складу ППЗ його слід доповнити, принаймні, ще двома типами засобів нових інформаційних технологій навчального призначення - інтегрованими навчальними середовищами і комп'ютерними телекомунікаціями.

Запропонована класифікація дозволяє виділити найбільш важливі і перспективні для інтеграції, наступності шкільної і вищої освіти типи педагогічних програмних засобів. Це, перш за все, - моделюючі, імітаційні, контролюючі, інформаційно-пошукові, інструментальні програми і комп'ютерні тренажери. Склад такої системи засобів і зміст її окремих компонентів розглянутий, зокрема, в роботах І.В. Роберт. Розділяючи її позиції в цілому, уточнимо склад деяких компонентів з урахуванням завдань розвитку наступності навчання у виділених раніше напрямах:

- програмно-методичне забезпечення, орієнтоване на підтримку процесу викладання певного навчального предмета (предметів) або курсу (курсів), які повинні включити програмні засоби підтримки процесу викладання: демонстраційні, інформаційно-довідкові, контролюючі і тренажерні, моделюючі ПЗ, АОС;

- об'єктно орієнтовані програмні системи, що забезпечують формування навичок застосування комп'ютерів в навчальній і професійній діяльності (наприклад, система підготовки тестів, база даних, електронні таблиці, різні графічні й музичні редактори);

- засоби навчання, що функціонують на базі комп'ютерів, застосування яких забезпечує сполучення останніх з іншим навчальним і демонстраційним устаткуванням (наприклад, навчальні роботи, керовані комп'ютером; різні електронні конструктори; пристрої, що забезпечують отримання інформації про фізичний параметр, що змінюється, або процес тощо);

- системи штучного інтелекту, використовується у навчальних цілях (наприклад, навчальні бази знань, експертні навчальні системи);

- комп'ютерні телекомунікації навчального призначення, що забезпечують дистанційне навчання, навчальні телеконференції, доступ до розподілених баз даних і т.д.;

- наочно-орієнтовані середовища навчального і розвивального призначення, реалізація яких може здійснюватися на базі технології мультимедіа.

Основна перевага ІКТ перед іншими комп'ютерними навчальними засобами полягає в динамічності, можливості вносити зміни в процес учіння, виправляти, доповнювати, враховуючи індивідуальні особливості конкретного учня чи колективу. Мультимедійні засоби надають нові можливості в організації навчального процесу вчителю, а учневі у виявленні і розвитку його творчих здібностей, а також сприяють формуванню самостійної роботи під час навчальної діяльності. Організаційні можливості засвоєння самостійно навчального матеріалу при використанні мультимедійних засобів, без сумніву, набагато вищі ніж у традиційному, бо вони у першу чергу забезпечують полі сенсорне сприйняття матеріалу: зорове, слухове та чуттєве, а таке поєднання подачі матеріалу сприяє мобілізації активності учнів, стимулює їх мисленнєву діяльність, викликає інтерес до навчання, довільна увага перетворюється у мимовільну, розвиваються всі види пам'яті і таким чином створюються належні умови для творчого розвитку уяви, яка спонукає кожного учня, незалежно від його індивідуальних задатків, до раціонального пошуку найоптимальніших кроків для самостійного оволодіння матеріалом. По-друге, вони сприяють формуванню мотивів учіння через виявлення потреб та інтересів під час попереднього контролю, який проводиться з метою встановлення вихідного (початкового) рівня знань, умінь та навичок учнів, бо якщо учень не усвідомлює потреби в учінні, якщо в нього немає пізнавального інтересу, він, як правило, не проявляє розумової активності, тому й навчальний процес буде перебувати на стадії «затримки», і водночас не буде давати належного результату. Адже сформувати в учня мотиваційну сферу - означає виробити в нього систему цінностей розкрити індивідуальну суть навчання, тому що учень починає усвідомлювати, що навчання допомагає йому визначити своє місце у житті.

Ми використаємо такі інформаційно-комутаційні технології для формування знань і вмінь з основ матеріалознавства в учнів 7-9 класів на уроках з трудового навчання:

- демонстраційні ПЗ, що забезпечують наочне подання навчального матеріалу, візуалізацію об'єктів, що вивчаються, явищ, процесів, взаємозв'язків між ними;

- навчальні ПЗ, методичне призначення яких -- повідомлення суми знань, формування умінь і (або) навичок навчальної і (або) практичної діяльності і забезпечення необхідного рівня засвоєння, що встановлюється зворотним зв'язком програми, що реалізовується засобами;

- ПЗ, призначені для контролю (самоконтролю) рівня оволодіння навчальним матеріалом;

Вибір інформаційно-комунікаційних технологій для використання їх в школі на уроках трудового навчання є важливою частиною підготовки вчителя до проведення уроку. Враховуючи потребу в підготовці учнів до життя та діяльності в умовах комп'ютеризації виробничих і управлінських процесів, школа має забезпечити їх комп'ютерну готовність, тобто не лише ознайомити з основними сферами застосування комп'ютерів, їх роллю в розвитку суспільства, знанням будови, принципу їх роботи, з поняттям про алгоритми і алгоритмічну мову, уміння будувати алгоритми для вирішення завдань, а й навчити користуватися комп'ютерними редакторами, складати програми на одній із мов програмування.

Саме тому за допомогою комп'ютера як засобу навчання можна реалізувати програмоване і проблемне навчання. Використання комп'ютера в процесі навчання сприяє також підвищенню інтересу й загальної мотивації навчання завдяки новим формам роботи і причетності до пріоритетного напряму науково-технічного прогресу; активізації навчання завдяки використанню привабливих і швидкозмінних форм подання інформації, змаганню учнів з машиною та самих із собою, прагненню отримати вищу оцінку; індивідуалізації навчання -- кожен працює в режимі, який його задовольняє; розширенню інформаційного і тестового «репертуарів», доступу учнів до «банків інформації», можливості оперативно отримувати необхідні дані в достатньому обсязі; об'єктивності перевірки й оцінювання знань, умінь і навичок учнів.

Вивчення основ матеріалознавства є дуже важливим етапом у вивчені трудового навчання. Соціально-економічні зміни у державі зумовлюють необхідність удосконалення традиційних форм і методів підготовки учнівської молоді до самостійного вибору майбутньої професії.

Передавання знань є складовою людської діяльності, тому застосування новітніх інформаційних технологій у галузі освіти зумовлені двома чинниками. З одного боку, це необхідність підготувати учня до його майбутнього робочого місця, а з іншого - необхідність більш ефективної передачі знань, до швидкого сприйняття й обробки інформації, яка надходить, успішно її відображати і використовувати. Наявність знань та вмінь з інформаційних технологій стає базовою вимогою для випускника школи. Молода людина, яка не володіє сучасними ІКТ, яка не ознайомилася з технологіями Інтернет у ЗНЗ, буде неминуче відкинута за межі сучасного інформаційного суспільства.

Сьогодні гострою є потреба розробки і впровадження нових технологій формування знань, умінь і навичок з основ матеріалознавства, тому важливе місце у системі технологічної підготовки учнів 7-9 класів загальноосвітніх навчальних закладів займає вивчення основ матеріалознавства, яке є основою технологічної підготовки учнів для успішного вивчення ряду спеціальних дисциплін під час здобуття машинно, приладобудівних та механічних спеціальностей технологічних факультетів, ці знання потрібні кожному у повсякденному житті.

Зміст вивчення основ матеріалознавства забезпечує формування технічно, технологічно та економічно освіченої особистості, оволодіння нею загальними відомостями про способи виробництва металевих і неметалевих конструкційних матеріалів, їх будову, властивості й методи обробки для одержання заготовок, готових деталей або виробів будь-якого призначення, в тому числі найсучасніших.

Головне завдання вивчення основ матеріалознавства - це підготовка учня до подальшого вивчення предмету трудове навчання, закладання міцного фундаменту знань і вмінь про різноманітні конструкційні матеріали та їх властивості.

2. Методичні основи формування знань і вмінь з основ матеріалознавства в учнів 7-9 класів на уроках трудового навчання з використанням інформаційно-комунікаційних технологій

2.1 Методика формування знань і вмінь з основ матеріалознавства в учнів 7-9 класів на уроках трудового навчання з використанням інформаційно-комунікаційних технологій

Щоб визначити власну позицію щодо технології формування знань і вмінь з основ матеріалознавства в учнів, нами проаналізовані існуючі підходи до формування знань і вмінь з матеріалознавства, здійснені у загальноосвітніх навчальних закладах.

На нашу думку, до основних умов формування знань і вмінь з основ матеріалознавства належать: вивчення матеріалів за допомогою сучасних методик; готовність учня самому вивчати нові матеріали та розрізняти їх, знати їх властивості та вміти підбирати матеріал для майбутніх виробів. Зазначені умови дозволять активізувати роботу учнів на уроках трудового навчання. В 7-9 класах за програмою 2012 року обов'язковою складовою є є вивчення основ матеріалознавства.

Отож розглянемо докладніше методику формування знань і вмінь з основ матеріалознавства в учнів 7-9 класів на уроках трудового навчання з використанням інформаційно-комунікаційних технологій, які наведені в попередньому параграфі.

За навчальною програмою в 7 класі два уроки вивчають матеріалознавство: під час вивчення теми 1.1. «Види конструкційних матеріалів. Деревина» та теми 1.2. «Властивості деревини. Вибір матеріалу для виготовлення виробу» ми використаємо такі інформаційно-комунікаційні технології:

Урок №1, для повторення раніше вивченого матеріалу і визначення рівня знань учнів використаємо мультимедійну презентацію МП.1. «Запитання для повторення раніше вивченого матеріалу»; під час вивчення нового матеріалу ми використаємо мультимедійні презентації: МП.2 «Види конструкційних матеріалів», МП.3 «Види пиломатеріалів», МП.3 «Способи отримання пиломатеріалів»; для закріплення нового матеріалу використаємо мультимедійну презентацію МП. 4 «Запитання для закріплення знань»; під час практичної роботи використаємо мультимедійну презентацію МП.5 «Види пиломатеріалів» - де вони і де методика використання?

Урок №2, під час повторення раніше вивченого матеріалу і визначення рівня знань учнів використаємо мультимедійну презентацію МП.1. «Запитання для повторення раніше вивченого матеріалу»; під час вивчення нового матеріалу ми використаємо мультимедійні презентації: МП.2 «Властивості деревини» та МП.3 «Зразки виробів»; до розповіді про зміст праці столяра додаю відео ВФ.1 «Столяр»; для закріплення нового матеріалу використаємо мультимедійну презентацію МП. 4 «Запитання для закріплення знань»; під час практичної роботи використаємо мультимедійну презентацію МП.5 «Підбір деревини для виробу».

У 8 класі учні за програмою вивчать матеріалознавство за темою 1.1. «Сортовий прокат та листовий метал як конструкційний матеріал», ми розділимо дану тему на два уроки: «Поняття про метали та їх сплави. Чавуни та сталі, їх використання. Види сталей за призначенням (конструкційні, інструментальні) та хімічним складом (вуглецеві та леговані). Механічні властивості чавунів та сталей», «Сортовий прокат та листовий метал. Термічна обробка сталей: відпал, гартування, відпускання», під час вивчення даних тем ми використаємо такі засоби інформаційно-комунікаційні технологій:

Урок: №1 під час повторення раніше вивченого матеріалу і визначення рівня знань учнів використаємо мультимедійну презентацію МП.1. «Запитання для повторення раніше вивченого матеріалу»; під час вивчення нового матеріалу ми використаємо мультимедійні презентації: МП.2 «Метали та їх сплави», МП.3 «Чавуни та сталі, їх використання» та МП.4 «Види сталей»; до розповіді про зміст праці інженера-конструктора додаю відео ВФ.1 «Інженер-конструктор»; для закріплення нового матеріалу використаємо мультимедійну презентацію МП. 5 «Запитання для закріплення знань»;

Урок №2, під час повторення раніше вивченого матеріалу і визначення рівня знань учнів використаємо мультимедійну презентацію МП.1. «Запитання для повторення раніше вивченого матеріалу»; під час вивчення нового матеріалу ми використаємо мультимедійні презентації: МП.2 «Сортовий прокат» та МП.3 «Листовий метал», відео ВФ.1 «Термооборобка сталі»; до розповіді про зміст праці коваля додаю відео ВФ.1 «Коваль»; для закріплення нового матеріалу використаємо мультимедійну презентацію МП. 4 «Запитання для закріплення знань»; під час практичної роботи виристаємо мультимедійну презентацію МП.5 «Розпізнавання сортового прокату».

В 9 класі учні за програмою вивчають матеріалознавство за темою 1.1. «Матеріали хімічного походження. Композиційні матеріали» ми використаємо такі інформаційно-комунікаційні технології:

Урок: №1 під час повторення раніше вивченого матеріалу і визначення рівня знань учнів використаємо мультимедійну презентацію МП.1. «Запитання для повторення раніше вивченого матеріалу»; під час вивчення нового матеріалу ми використаємо мультимедійні презентації: МП.2 «Полімери та композити», МП.3 «Композити на основі дерева» та МП.4 «Вплив штучних (хімічних) матеріалів на здоров'я людини і навколишнє середовище.»; до розповіді про зміст праці інженера-технолога додаю відео ВФ.1 «Інженер-технолог»; для закріплення нового матеріалу використаємо мультимедійну презентацію МП. 5 «Запитання для закріплення знань»; під час практичної роботи виристаємо мультимедійну презентацію МП.5 «Розпізнавання композиційних матеріалів серед інших штучних матеріалів».

2.2 Планування і організація педагогічного експерименту

Для більш глибшого розуміння сутності того чи іншого педагогічного явища, змін, що протікають в ньому, і причин цих змін, в процесі дослідження нерідко приходиться вдаватися до змін умов протікання явищ. Експеримент виступає таким методом педагогічних досліджень, при якому протікає активний вплив на педагогічні явища шляхом створення нових умов, які відповідають меті дослідження.

Педагогічний експеримент можна розглядати як своєрідний комплекс методів дослідження, який забезпечує науково-об'єктивну і доказову перевірку правильності обґрунтованої на початку дослідження мети.

Найбільш поширеною формою педагогічного експерименту є порівняльний експеримент, або метод експериментальних і контрольних класів (груп), при якому в одному класі в навчально-виховний процес и вводиться новий фактор (експериментальний), а в іншому класі навчання проводиться за традиційною методикою. При цьому важливо, щоб за винятком експериментального фактора, інші умови, які впливають на результати експерименту, були для обох класів однакові.

Основною метою експериментальної роботи буде експериментальна перевірка ефективності розробленої методики формування знань і вмінь з основ матеріалознавства в процесі трудового навчання учнів 7-го класу.

У процесі експерименту будуть вирішуватись такі завдання:

1) з'ясувати рівень знань і вмінь з основ матеріалознавства учнів 7-го класу;

2) експериментально перевірити ефективність розробленої методики формування знань і вмінь з основ матеріалознавства з використанням інформаційно-комунікаційних технологій в учнів 7 класу на уроках трудового навчання.

Експеримент проводиться на базі Рівненської загальноосвітньої школи № 22. У експерименті приймають участь один експериментальний та один контрольний класи (хлопці). У 7-А класі навчається 12 хлопців, а в 7-Б - 15.

Експеримент включає три етапи: констатувальний, формувальний та заключний.

Перший етап (констатувальний) передбачає вивчення рівня знань і вмінь з основ матеріалознавства. У своєму дослідженні ми використовували власні розроблені відповідно до вимог експерименту тести , які наведений в Додатку В. Опитувальник складається з 20 питань. Більшість питань поставлені таким чином, що учні повинні самостійно (без варіанта відповіді) відповісти на нього, що дає змогу опитанту добре продумати, осмислити свою відповідь. Відповідаючи на питання учні повинні дати оцінку рівня своїх знань і вмінь з матеріалознавства, яких є чотири: високий, достатній, середній та низький.

В опитувальнику запропоновано дати відповіді на питання різного рівня складності.

Згідно результатів констатувального етапу необхідно обрати експериментальну та контрольну групи учнів, при чому класи із меншою кількістю заповнених відповідей ми візьмемо в якості експериментального класу, а з більшою - контрольного класу.

Середнє значення рівня знань і вмінь з матеріалознавства учнів 7 класу визначається за формулою:

,

Де: N(1, 2 …n) - загальна кількість балів кожного учня; n - кількість учнів в класі; Х - середнє арифметичне.

Наступним є формувальний етап, в якому ми навчаємо учнів експериментального класу за розробленою нами методикою для формування знань і вмінь учнів 7-А класу, з використанням інформаційно-комунікаційних технологій в процесі вивчення розділу «Основи матеріалознавства» в 7-9 класах.

Учні експериментального класу будуть займатись за розробленою нами методикою. Зразки планів-конспектів уроків з використання запропонованих методик наведено у додатку Б. Учні контрольного класу будуть займатись за традиційною методикою, без використання інформаційно-комунікаційних технологій. В експериментальних та контрольних класах постійно будуть вестись спостереження за процесом навчання.

Наступним етапом роботи є заключний експеримент, під час якого проводитиметься контрольне опитування, яке буде мати таку саму форму як і на початку експерименту. Дана методика проводиться аналогічно. Обробка результатів проводиться аналогічно до констатувального етапу.

Отже, експеримент включає три етапи: констатувальний, формувальний та заключний, чітка організація та планування яких, сприятимуть ефективному вирішенню завдань експерименту. Застосування анкетування дозволить нам об'єктивніше підійти до проведення експериментальної роботи з перевірки ефективності розробленої методики проведення попередньої профорієнтаційної психодіагностики в процесі трудового навчання учнів 9 класу при вивченні розділу «Основи матеріалознавства», результати якої описані у наступному параграфі даного розділу.

2.3 Ефективність розробленої методики формування знань і вмінь з основ матеріалознавства в учнів 7-го класів на уроках трудового навчання

Дослідно-експериментальна робота здійснювалася в двох 7 класах. ЗОШ № 22. Навчання учнів 7 класів за експериментальною методикою проводилося протягом 2013/2014 навчальних років. Усього в експериментальному навчанні за даною програмою взяли участь 27 респондентів.

На І етапі експерименту, для визначення рівня знань і вмінь з матеріалознавства у підлітків ми використали опитувальник-тести, який розроблений нами. Цей опитувальник дає змогу зрозуміти, на якому рівні підлітки мають знання і вміння з основ матеріалознавства.

Також були визначені критерії оцінювання знань: 1) повнота залучення економічних, технологічних і технічних знань у відповідях учнів; 2) точність наведених визначень понять; 3) самостійність і доказовість суджень.

Оцінювання відповідей проводилося за двадцятибальною шкалою, тобто за всі правильні відповіді учень отримував 20 балів.

Шляхами випадкової вибірки було відібрано 27 респондентів для проведення статистичного аналізу результатів дослідження. Було вибрано 7-А клас, в якому навчається 12 хлопців, і в 7-Б - 15 хлопців.

Початковий рівень підготовки учнів був досить низьким, це пояснюється тим, що до початку експерименту в учнів був низький рівень знань з матеріалознавства.

Рівень сформованості вмінь і знань з основ матеріалознавства в учнів 7-х класів ЗОШ №22 на констатувальному етапі експерименту.

На другому - формувальному етапі - учні експериментального класу навчалися за розробленою нами методикою для формування знань і вмінь учнів 7-А класу, з використанням інформаційно-комунікаційних технологій в процесі вивчення розділу «Основи матеріалознавства» в 7-9 класах.

Кабінет трудового навчання був оснащений досить непогано, щоб в ньому можна було б проводити експерименти. Учні 7 - Б класу навчались за традиційною методикою (бесіди, дискусії, розповідь), без використання розробленої нами методики, для формування знань і вмінь з матеріалознавства з використанням інформаційно комунікаційних технологій. Учні 7- А класу навчались за нашою методикою яка передбачає використання інформаційно-комунікаційних технологій на уроках з трудового навчання. Здебільшого ми використовували такі інформаційно-комунікаційні технології: мультимедійні презентації, навчальне відео, демонстраційне програмне забезпечення. В ході проведення експерименту нами було помічено, що використання інформаційно-комунікаційних технологій на уроках трудового навчання, мало позитивний вплив на учнів, вони з цікавістю слухали та активно приймали участь на уроках. І так, як сильніші учні сиділи їх слабшими, вони підтягнули в навчанні свого напарника, про це свідчать результати після тестування на заключному етапі експерименту. Значно іншою була ситуація у 7-Б класі, де учні практично не звертали увагу на розповідь вчителя по темі уроку, а вході бесіди виникали труднощі через незнання учнями потрібної інформації.

Вже на перших заняттях було помічено, що процес навчання виявив величезний інтерес учнів. Використавши інформаційно-комунікаційні технології учні на уроці повеселішали, вони уважно переглядали навчальне відео та мультимедійні презентації, а під час відповіді учні намагалися якомога більше дати відповідей на питання поставлене експериментатором.

Під час проведення формувального етапу педагогічного експерименту, ми спостерігали за діяльністю учнів. Нами було помічено, що використання інформаційно-комунікаційних технологій на уроках трудового навчання мало позитивний вплив на учнів, вони охоче вирішували задачі, відповідали на питання, вирішували завдання.

Після проведення уроку з використанням інформаційно-комунікаційних технологій учень Олександр Сергійович повідомив, що його ставлення до уроків трудового навчання змінилося з негативного на позитивний, і якщо раніше він не хотів вивчати даний предмет, то тепер має велике бажання відвідувати, і вивчати його.

Під час експерименту, ми активно спостерігали за такими учнями, як Роман Олександрович і Олександр Сергійович оскільки рівень їх розвитку технічного мислення під час проходження тесту (констатувальний етап) був низьким. Провівши з ними бесіду ми побачили, що рівень їх знань і вмінь значно покращився, і на уроках вони намагались правильно відповідати на питання, які ставив експериментатор.

Оскільки учень 7-А класу Ярослав Олексійович ще до початку експерименту мав кращі знання і вміння з матеріалознавства, для нього ми постійно створювали проблемні ситуації намагались залучити до проведення уроку, він допомагав однокласникам та вчителю під час уроку.

Під час експерименту були певні труднощі з Євгеном Володимировичем та Вадимом Андрійовичем, оскільки через хворобу учені пропустили одне заняття. Рівень розвитку знань і вмінь з матеріалознавства, але вони не могли повністю відповідати на питання та завдання, які висувалися перед ними.

Під час проведення формувального етапу педагогічного експерименту, ми спостерігали за діяльністю учнів. Нами було помічено, що використання інформаційно-комунікаційних технологій на уроках трудового навчання, мало позитивний вплив на учнів, вони охоче слідкували за роботою вчителя, відповідали на поставлені питання, вирішували проблемні ситуації і завдання.

На третьому етапі педагогічного експерименту після заключного заняття розділу, що вивчався, було проведено тестування. Вона передбачала виявлення рівня сформованості знань і вмінь, в учнів експериментального класу, який навчався за розробленою нами методикою, та в учнів контрольного класу - який навчався за традиційною методикою. Аналіз результатів тестування, який проводився за розробленими нами критеріями, показав, що рівень технічного мислення школярів контрольного класу залишився практично незмінним, а ось, експериментального - зріс до достатнього рівня, про що свідчать результати кожного учня.

В якості критеріїв оцінки вмінь ми виділили такі: професійність дії (наявність в основі дій технічних, технологічних знань); доцільність дій (відповідність за змістом комплексу тих цілей, які представлені в завданні); оригінальність дії (наявність нового, незвичного і відсутність шаблону, формалізму).

Таким чином, можна зробити висновок, що використання методики з формування знань і вмінь з матеріалознавства в учнів 7-х класів з розділу «Основи матеріалознавства з використанням інформаційно-комунікаційних технологій покращує рівень знань і вмінь учнів.

Таким чином, у результаті проведеної дослідно-експериментальної роботи випробувано нашу методику, яка спрямована на розвиток знань і вмінь учнів. Застосування цієї методики призвело до підвищення рівня знань і вмінь з матеріалознавства в експериментальних групах.

При аналізі отриманих даних можна зробити висновок про те, що в результаті дослідно - експериментального навчання спостерігається тенденція збільшення середнього бала в експериментальній групі середній бал збільшивсь від 9,91 до 11,83 балів тобто на 1,92 бала . Зона розсіювання оцінок зменшується, що говорить про збільшення кількості та щільності високих оцінок, а отже, про підвищення рівня вмінь, необхідних для формування знань і вмінь з матеріалознавства.

Дослідно-експериментальна перевірка ефективності формування знань і вмінь учнів ЗНЗ в 7 класі проводилася нами протягом 2014 навчального року. Всього в даному навчанні взяли участь 27 учнів.

При навчанні за даною методикою ми провели два уроки з розділу «Основи матеріалознавства» в 7 класі, учні набували нових знань і вмінь з основ матеріалознавства. Наша методика виявилась досить ефективною оскільки рівень знань і вмінь учнів збільшився. В основу методики експериментального навчання було покладено застосування міжпредметних зв'язків, комплексний підхід до проблеми формування знань і умінь, як ефективного засобу вивчення основ матеріалознавства через діяльність учителя та учнів за допомогою лабораторно-практичних робіт з використанням інформаційно-комунікаційних технологій.

Отже, мету, яку ставили перед дипломною роботою досягнуто, завдання виконано. Згідно з отриманих результатів можна бачити, що в експериментальному класі учні покращили свої результати, коли ж у класі в якому заняття проводилися традиційно таких учнів майже нема.. Це дає підставу вважати, що в учнів експериментального класу відбулося відчутне підвищення рівня розвитку індивідуальних особливостей завдяки впровадженню нашої нової методики навчання.

Нажаль у традиційних методиках трудового навчання, питання щодо використання інформаційно-комунікаційних технологій розглядається досить мало. Саме тому ми вирішили запропонувати власну методику формування знань і вмінь з матеріалознавства з використанням інформаційно-комунікаційних технологій в учнів 7-9-х класів.

Основною метою експериментальної роботи була експериментальна перевірка впливу методики формування знань і вмінь з матеріалознавства з використанням інформаційно-комунікаційних технологій в процес трудового навчання учнів 7 класу при вивченні розділу «Основи матеріалознавства».

У експериментів приймали участь 1 експериментальний і 1 контрольний клас (хлопці). Учні експериментального класу займалися за розробленою нами методикою що до формування знань і вмінь з матеріалознавства, кожний урок учням проводився з використанням інформаційно-комунікаційних технологій. Учні контрольного класу займалися за традиційною методикою. В експериментальних та контрольних класах постійно велися спостереження за процесом навчання, за поведінкою дітей, велися бесіди, оцінювалися результати продуктів діяльності. На заключному етапі було проведене анкетування в контрольному і експериментальному класах.

При навчанні за даною методикою ми провели два уроки з розділу «Основи матеріалознавства» в 7 класі, учні набували нових знань і вмінь з основ матеріалознавства. Наша методика виявилась досить ефективною оскільки рівень знань і вмінь учнів збільшився. В основу методики експериментального навчання було покладено застосування міжпредметних зв'язків, комплексний підхід до проблеми формування знань і умінь, як ефективного засобу вивчення основ матеріалознавства через діяльність учителя та учнів за допомогою лабораторно-практичних робіт з використанням інформаційно-комунікаційних технологій.

Це дає підставу вважати, що в учнів експериментального класу відбулося відчутне підвищення рівня знань і вмінь з матеріалознавства завдяки впровадженню нашої нової методики навчання з використанням інформаційно-комунікаційних технологій.

Висновки

шкільний теоретичний матеріалознавство комунікаційний

У результаті аналізу вивчення матеріалознавства у загальноосвітніх навчальних закладах виявлено, що формування професійно важливих якостей особистості відбувається під час вивчення трудового навчання на середньому рівні. Уроки проводяться в класичному вигляді, дітям не цікаво під час вивчення даного розділу, і вчителям часто не вистачає наочного матеріалу, саме тому для вивчення розділу ми використаємо інформаційно-комунікаційні технології.

Формування знань і вмінь з основ матеріалознавства в учнів є дуже важливим, оскільки, ці знання і вміння будуть необхідні в подальшому навчанні і вивчені трудового навчання.

Сьогодні гострою є потреба розробки і впровадження нових технологій формування знань, умінь і навичок, нового змісту, методів, засобів навчання, дидактично-методичного забезпечення в цілому. Впровадження ІКТ в освітню систему України та формування єдиного інформаційно-освітнього простору - одні з пріоритетних напрямів сучасної державної політики. Науково-методичні основи використання ІКТ у навчально-виховному процесі в середовищі "1 учень - 1 комп'ютер" основною метою ІКТ навчання є підготовка учнів до життєдіяльності, яка відповідає умовам інформаційного суспільства.

У розробці методики формування знань і вмінь з основ матеріалознавства в учнів 7-9 класів на уроках трудового навчання з використанням інформаційно-комунікаційних технологій: визначення цілей вивчення матеріалознавства в загальноосвітніх навчальних закладах; структурування змісту матеріалознавства на основі інформаційно-комунікаційних технологій.

У підготовці вчителя до занять в майстернях центральне місце займає планування навчального процесу. Завдяки цьому стає можливим передбачити всі дії вчителя і учнів на заняттях в майстернях у співвідношенні з цілями і завданнями трудового навчання, з принципами й іншими вимогами до роботи учнів.

У ході виконання курсової роботи доведено, що наша розроблена методика вивчення матеріалознавства на уроках трудового навчання позитивно вплинула на рівень знань, умінь учнів з основ матеріалознавства в 7 класі. Ефективність їх впливу на рівень знань учнів експериментальної групи визначалася динамікою показників успішності на початку і в кінці експерименту порівнянні з контрольною групою. На основі розробленої методики з формування знань і вмінь матеріалознавства удосконалено його зміст. Він відрізняється від традиційного змісту тим, що на уроці ми використовуємо інформаційно-комунікаційні технології, що дає нам змогу активізувати вивчення матеріалознавства в школі. Ми запропонували методику, яка дозволяє покращити вивчення трудового навчання і дає можливість сформувати в учнів уявлення щодо професійного, соціально-економічного, історичного, естетичного та інших аспектів матеріалознавства.

Враховуючи складність і багатогранність формування знань і вмінь із матеріалознавства у контексті сучасних підходів до навчання, ми досягли бажаного результату, але дане питання повністю не розкрите і потребує додаткового вивчення.

Список використаних джерел

1. Грабарь М.И. Применение математической статистики в педагогических иследованиях. Непараметрические методы / М.И. Грабарь, К.А. Краснянская. - М.: Педагогика, 1977. - 136с.

2. Дуткевич Т.В. Психологічні основи використання інтерактивних методів навчання у процесі підготовки спеціалістів з вищою освітою // Використання інтерактивних методів та мультимедійних засобів у підготовці педагога: зб. наук. праць. - Кам'янець-Подільський: Абетка - Нова, 2003. - С. 26 - 33.

3. Ительсон П.Б. Основы методики профессионального обучения школьников / П.Б. Ительсон -- М.: Учпедгиз, 1968. -- 230с.

4. Ковальский М.И. Производственное обучение учащихся средней школы./ М.И. Ковальский - М.: Изд-во АПН РСФСР, 1963.

5. Костюк Г.С. Навчально-виховний процес і психічний розвиток особистості / Григорій Силович Костюк; під ред. Л.М. Проколієнко. -- К. : Радянська школа, 1989. -- 230с.

6. Кремень В.Г. Енциклопедія освіти / Акад. пед. наук України/ головний ред. В.Г. Кремень. - К. : Юрінком Інтер, 2008. - 1040с.

7. Менчинская Н.А. Проблемы учения и умственного развития школьников : избранные психологические труды/ Н.А. Менчинская; под ред. И.С. Якиманской. -- М. : Педагогика, 1989.

8. Немов Р.С. Психология: [учебник для студентов высших учебных заведений]: В. 3-х кн. / Р.С. Немов. Кн. 3: Экспериментальная педагогическая психология и психодиагностика. - М: Просвещение, ВЛАДОС, 1995. - 512с.

Размещено на Allbest.ru