Энное измерение Развитие пространственного мышления школьников

Важнейший компонент технического мышления – способность к оперированию пространственными образами. Без пространственного воображения нельзя решать многие задачи, но особенно важно умение образно мыслить для таких разделов знаний, как черчение, математика, физика, архитектура, дизайн, конструирование.

Курс черчения (графики) развивает у школьников пространственное мышление. Но при начале ведения курса оказывается, что многие понятия, которые ученики должны знать после шести лет обучения в школе, детьми не усвоены.
В “Программе средней общеобразовательной школы” сказано, что дети, начинающие изучать черчение, уже должны: “…распознавать и изображать геометрические фигуры и тела, анализировать, расчленять на части простейшие объекты, называть составляющие их части, конструировать объект по схематическому рисунку, по техническому чертежу, видоизменять его и усовершенствовать по заданному условию”.
Из-за пробелов в усвоении понятий начальной математики (таких, как геометрические фигуры и тела, их отдельные элементы) зачастую приходится уже изученный материал преподавать как новый.
Большие трудности у преподавателей черчения и графики также возникают из-за того, что часть материала ученикам преподавали лишь частично. У мальчиков на уроках трудового обучения эти темы изучались, а у девочек – нет.
Поэтому уроки черчения приходится вести таким образом, чтобы лучше развить пространственное воображение ребят, так как многие дети с трудом воспринимают предмет одновременно в трех измерениях.
Из истории техники известно, что в прошлом веке и даже в начале нынешнего многие взрослые люди – талантливые ученые, конструкторы, изобретатели – изображали все в плоском виде.
В чем же дело? Психологи разделяют пространственные представления на два вида: образы памяти и образы воображения. Первые отражают предмет в том виде, как он запомнился, а вторые – с мысленной переработкой полученных сведений.
Исследования психологов утверждают, что у школьников младшего и среднего школьного возраста очень слабо работает та часть мозга, которая отвечает за абстрактное представление не плоских, а объемных пространственных изображений.
С появлением графического моделирования и изучением основ компьютерной графики задача усложняется, так как приходится заменять наглядные изображения условными обозначениями, зачастую абстрактными, применяя различные знаки и символы, что также требует хорошо развитого пространственного мышления.
Значит, умению мыслить абстрактно, мысленно преобразуя (трансформируя) плоские фигуры в пространственные, надо обучать.
Для этого вместо чисто механических заданий используют множество методических приемов, в том числе на преобразование предметов по их изображениям (соединение – разъединение; наращивание; смещение частей детали; повтор одинаковых элементов; удаление – добавление частей; дробление различных вырезов и т.д.).
Задания на преобразование деталей могут задаваться линиями разметки, стрелками или словесным описанием заданных преобразований.
Для сильных учеников полезно применять задания типа “Выполнение чертежа детали по ее описанию”. Аналогичные задания (“фантастическое животное”) можно давать при изучении темы “Анализ формы предмета”.
На первых порах эти задания можно облегчить тем, что текст уже дан, но в нужных местах пропущены названия геометрических тел, и ребята должны вписать их сами.
Используя элементы ТРИЗа (Теории Решения Изобретательских Задач), в частности, раздел РТВ (Развитие Творческого Воображения), можно давать задачи типа “На что похоже?” и т.д.
При работе в аксонометрии для сокращения времени на чисто механические приемы удобно использовать специально разработанные сетки для аксонометрических проекций, модульные кубики или параллелепипеды для наглядного изображения геометрических тел и конкретных деталей, шаблоны и трафареты, прозрачные планшеты и просто наложенную сверху пленку или кальку.
При составлении заданий на развитие пространственного мышления сами ученики предложили очень интересное задание: при изучении основ начертательной геометрии по точкам, заданным их координатами, построить аксонометрическое изображение геометрического тела, начиная с простейшего – куба и переходя далее к более сложным пространственным комбинациям из нескольких геометрических тел. При этом задается порядок соединения точек друг с другом. В таких заданиях можно изображать известные детям предметы быта и игрушки.
Ученикам нравятся задачи с игровыми ситуациями и сами игры наподобие игры “Устами младенца”, в которых описываются геометрические тела – как они получаются и на что похожи, а также чертежное домино и лото.
В лото и домино комплект должен состоять как из плоских, ортогональных проекций деталей, так и из их наглядных изображений, которые нужно подобрать друг к другу.
Также дети с удовольствием решают специально составленные чертежные кроссворды как со словесными описаниями терминов кроссворда, так и с рисунками фрагментов – заданий.
На практике можно использовать и задания на составление фантастических животных, объектов техники и т.п. из имеющихся в каждом доме “ненужных” геометрических тел или их элементов. К ним относятся различные упаковки от лекарств, духов, колпачки от флаконов и т.п.
Эти задания можно сделать одновременно практическими и графическими.
Ученики нашей школы несколько раз выигрывали конкурсы юных дизайнеров с проектами игрушек из геометрических тел.
Кроме того, некоторые предложенные старшеклассниками и автором статьи задания подтверждены как педагогические изобретения, на что имеются соответствующие документы; среди этих заданий особый интерес представляют объемные пространственные буквы, которые при прочтении с разных сторон складываются в слова, обозначающие в основном термины из черчения и других наук.

Татьяна НЕПОГОЖЕВА,
учитель средней школы N 24
Тольятти