Ряд авторів намагається установити залежність між образними і понятійними компонентами конструктивної діяльності. Наприклад, E. Франус дійде висновку про те, що функція просторової уяви завжди підлегла словесному мисленню, що і визначає роль представлень, регулює і контролює них. При цьому відкидається можливість проектування технічних об'єктів, за принципом "чистої" асоціації представлень, поза понятійним мисленням. Роль творчої уяви автор обмежує обсягом поняття й у зв'язку з цим думає, що конструктивні помилки - це помилки не уяви, а мислення. З цим положенням не можна погодитися цілком, оскільки помилка конструювання може бути викликана не тільки в результаті недоліків власне розумової діяльності, але і через слабість розвитку образного компонента. Про це свідчать дані нашого дослідження, а також Т.І. Данюшевської, І.С.Якіманської, Л.Л. Гурової і ін [12]. При визначенні функції компонентів мислення необхідно враховувати насамперед їхня залежність від характеру технічного матеріалу, специфіки змісту задачі і тих вимог, що пред'являються до мислення.
На основі аналізу процесів рішення технологічних і кінематичних задач (на конструювання, доконструювання і моделювання) були зроблені спроби розкрити психологічний зміст деяких закономірностей процесу технічного мислення, характер розумових операцій, умінь і практичних дій. Так, була установлена важлива роль динамічного взаємозв'язку основних компонентів у процесу рішення даних типів задач - вербально понятійного, наочно-образного і практичного (Г.В. Кірія, П.С. Перепелица). При цьому було показано, що операція аналізу в залежності від умов задачі може носити елементарний або комплексний характер. У свою чергу синтез, що протікає в умовах практичних дій, припускає постійне проведення ,,проб". "Проби" можуть здійснюватися на різних рівнях - від безсистемного маніпулювання до систематичного виконання "цільових проб", керованих ідеєю "вичерпання комбінацій" (П. М. Якобсон).
Залежність ефективності рішення конструктивно-технічних задач від особливостей розвитку просторових уявлень і мислення учнів вивчена Е.А.Мілернном, Н.І. Лінькової, І.С. Якіманської. Для цілісного-динамічного рівня характерно динамічна зміна образа по новому принципі, що забезпечує високу ефективність рішення конструктивно-технічних задач. Отримані дані можна інтерпретувати як наявність різних рівнів образного і понятійного компонентів технічного мислення.
Не менш цікаві дані, отримані І.С. Якіманською і Н.П. Ліньковою про те, що оперування просторовими співвідношеннями в динаміку припускає розвиток уміння думкою створювати динамічні образи, що володіють властивістю реконструкції і трансформації в процесі пошуку способу вирішення задачі.
Питання про роль засобів технічної наочності у формуванні образно-понятійної структури технічного мислення розглядається в роботах Т.І.Данюшевської. Аналізуючи типи "відносин між поняттям і образом, автор установила, що образ при рішенні технічної задачі є не тільки опорою при первісному засвоєнні яких-небудь теоретичних знань. Дані підтвердили наявність поняттєво-образної структури технічного мислення. При цьому виявилося, що у формуванні структури технічного мислення особлива роль належить різним засобам технічної наочності і, насамперед, схемі. Схематичні зображення, як умовні об'єкти, являють собою системи знаків, що цілком заміняє реальні об'єкти. Тому в схемах на відміну від інших засобів технічної наочності (моделей, малюнків, креслень, графіків) відбиті найбільш істотні сторони об'єктів. Схеми допомагають краще представити й усвідомити динамікові процесів, характер роботи технічного пристрою. У принциповій технічній схемі як би воєдино злиті знання і наочність, поняття й образ.
Сучасний стан психології вимагає більш глибокого і ретельного вивчення структури мислення, розкриття взаємозв'язків його компонентів. Такий напрямок досліджень дозволяє визначити реальні "важелі" керування процесом навчання учнів, що представляє собою на думку Б. Г. Ананьєва найважливіший стимул інтелектуального розвитку людини взагалі, а також створює умови для моделювання психічних функцій людини (насамперед мислення і сприйняття) на ЕОМ. Необхідність вивчення структури інтелекту з цією метою відзначається і представниками закордонної психології і кібернетики (Д. Міллер, К. Гундерс, Г. Дрейфус, Г. Саймоне й ін.). Відсутність даних про структуру образного і понятійного мислення людини розглядається Д. Міллером як серйозна перешкода при моделюванні його найважливіших феноменів на ЕОМ. Більш того, на думку Дрейфуса, ефект імітації психічних функцій на рівні інформаційних процесів можливий тільки на основі глибокого вивчення специфіки мислення людини.
Установлено наявність зрушень у структурі розумових функцій, що характеризуються посиленням одних і ослабленням інших зв'язків. Ця нерівномірність виявляється насамперед у постійній динамічності компонентів розумової діяльності. Посилення або ослаблення функціональних зв'язків, обумовлених конкретним змістом задачі, визначається особливостями прояву інтелекту, що залежать від динаміки міжфункціональних зв'язків, що здобувають ведуче значення в розумовій діяльності людини. Цей висновок автора підтверджує положення Б. Г. Ананьєва про те, що в процесі засвоєння інформації розумова діяльність, яка організується в процесі навчання, активізує структурні (кореляційні) зв'язку психофізичних функцій. Процес активізації є механізмом розвитку функцій і інтелекту в цілому [11].
Огляд психологічних досліджень показує, що для них характерна загальна тенденція розглядати технічне мислення з погляду його специфічності, обумовленої характером технічного матеріалу і логікою політехнізму теоретичне і прикладне технічних наук. Вивчення технічного мислення і його властивостей здійснювалося в основному на основі розгляду процесу сприйняття (читання) схематичних зображень технічних об'єктів або моделювання останніх по заданих кресленнях. За межами уваги дослідників залишався аналіз специфіки розумового процесу при рішенні виробничо-технічних задач на складання схематичних зображень конкретного пристрою на основі словесного формулювання. У рішенні таких задач образно-понятійні компоненти мислення відіграють ведучу роль. Вивчення ж ролі цих компонентів технічного мислення і теоретично і практично надзвичайно велико, оскільки в пізнавальній і трудовій діяльності людини зростає значення образного компонента мислення. Це зв'язано з тим, що в різних видах праці особливого значення набуває здатність діяти по представленню на основі використання наочного матеріалу, вираженого в різній графічній формі. Так, у ряді галузей виробництва дії робітника фактично зв'язані не з реальними об'єктами, а цих "замінниками" у виді приладових панелей, пультів керування, просторових макетів - різними видами сигналізації. Останні полегшують виявлення конструктивно-функціональних залежностей, що лежать з основі технології виробничих процесів і схованих від безпосереднього спостереження.
В інженерній психології інтенсивно досліджуються різні системи сигналізації, зіставляються цифрові, буквені, картографічні й інші індикації. Особливе значення надається розробці системи "просторового кодування" - різновиду сигналів-символів, що відображають на думку Б. Ф Ломова різні ознаки об'єкта керування у виді цілісної просторової структури. Ця графічна форма кодування не є зображенням у справжньому змісті слова, оскільки не відтворює властивостей об'єкта. У ній різні ознаки об'єкта відображаються у вигляді цілісної умовної картини, що забезпечує швидкість і надійність прийому і переробки інформації людиною.
Роль наочного матеріалу в процесі навчання значно зросла: розширилася область його застосування, істотно змінилися його функції, були введені нові наочні засоби навчання (графіки, діаграми, схеми). Багато зображень - це не просто допоміжний засіб, а самостійне джерело одержання нових знань про об'єкт. Використання графіків, символічних позначень, формул дає можливість більш точно описати процеси і явища [17].
Отже, словесна форма передачі знань утратила свою універсальність і система символів і знаків, просторові схеми одержали право на самостійність у навчанні.
У процесі засвоєння знань усі частіше використовуються умовні Графічні моделі, що відбивають закономірності досліджуваних об'єктів. У зв'язку з цим представлення, формовані на основі цих моделей, мають іншу психологічну природу, чим ті, котрі виникають на основі сприйняття наочних зображень об'єкта. По своєму змісті ці образи скоріше наближаються до поняття, чим до конкретних уявлень.
Оскільки образне мислення розглядалося в педагогічній психології в основному в генетичному плані (як визначена стадія розвитку мислення), це привело до недооцінки самостійності ролі даної форми мислення в розумовому розвитку учнів. Не враховувалося, що образний компонент мислення сам розвивається і є рівноцінною формою інтелектуальної діяльності, має складні форми прояву і різноманітні функції в трудовій і навчальній діяльності людини.
У психологічних дослідженнях основна увага приділялася вивченню закономірностей переходу від діючого до абстрактного мислення в процесі навчання, виявленню найбільш раціональних шляхів формування в учнів абстрактного мислення. Функція ж наочного матеріалу зводилася в основному тільки до ілюстрації словесних знань [14].
Трактування абстрактного мислення тільки як словесно-логічного привели до того, що вікові закономірності розвитку мислення (перехід від образного до абстрактного мислення) стали розглядатися як свого роду еталон в оцінці пізнавальних можливостей учнів. Протиставлення двох форм мислення (наочно-образного і словесно-логічного) И практично і теоретично невиправдано. Такий розподіл мислення умовно. По суті, мова може йти про різні форми здійснення і прояву розумової діяльності, основною характеристикою якої є процес рішення задачі, де визначаються почуттєві (образні) і словесно-логічні компоненти мислення. Використання понять "наочно-образне" і "словесно-логічне" виправдано тільки тоді, коли мова йде про форму протікання (образних або понятійної), результати розумового процесу (утворення образів або понять). Але механізми розумової діяльності єдині.
Аналіз сучасних видів наочності, на яку спирається у своєму розвитку технічне мислення учня, дозволяє затверджувати, що в зміст образа включаються не тільки почуттєво сприймані конкретні характеристики об'єкта, але і властиві йому властивості і відносини, задані в графічній формі. Процес формування образа здійснюється на основі перцептивних дій при активній участі слова, розумових операцій (дані досліджень Б. Г. Ананьєва, Б. Ф. Ломова, В. П. Зінченко) [10].
Цей процес має стадіальний характер і містить цілий ряд закономірностей, обумовлених якісними змінами, що перетерплюють при своєму становленні розумові операції. Унаслідок цього широко поширена ідея активного, планомірного формування розумових дій по визначеному зразку з обов'язковим проходженням через усі необхідні етапи. Сформовані в такий спосіб розумові дії є усвідомлюваними в тім змісті, що правильна побудова дії, що зберігає його об'єктивну логікові, і його мовна форма зливаються.
Разом з тим у життєвій практиці існує безліч задач, що людині вирішує самостійно, не розташовуючи визначеним зразком дій. У залежності від попереднього досвіду вирішального використовувані їм операції є сформованими в різному ступені. До таких задач відносяться насамперед ті конструктивно-технічні задачі, при рішенні яких досягнення практичного результату значною мірою обумовлено ступенем адекватності здійснюваного перекладу вихідної словесної інформації в умовно-графічну форму її вираження. Ефект рішення задач подібного роду зв'язаний з формуванням узагальненого (цілісного-динамічного) образа технічного об'єкта, що виникає за допомогою якісних перетворень просторових представлень, що розрізняються по їхній інформативній значимості.
1.3 Структура образного компонента технічного мислення
У процесі рішення конструктивно-технічної задачі oбpaз виступає як визначений пізнавальний рівень і регулятор розумової діяльності. Характерна риса образа виявляється в процесі його створення, обумовленому специфікою технічного матеріалу і вимогами конкретної ситуації (наприклад, конструювання образа на основі сприйняття технологічної карти, читання схеми або по представленню, уявне перетворення дані сприйняття, побудову схематичного зображення пристрою по описі). Способи створення образа технічного об'єкта залежать також від глибини аналізу матеріалу (поелементного, проміжного, структурного), використання опорних елементів ситуацій і знань (засвоєних понять і представлень). Ефект пошуку адекватного рішення конструктивно-технічної задачі залежить від ступеня узагальненості використовуваних прийомів створення образа, що характеризує рівень розумового розвитку учнів.
Установлення закономірностей, що відносяться до наочно-образного компонента розумового акту, складає істотний етап у вирішенні задач на складання схематичних зображеннях технічного об'єкта за словесним описом його структури. Це насамперед закономірності перетворення об'єктивних характеристик конкретного технічного пристрою (форма, величина, взаємне розташування його елементів, їхні різноманітні функції), способи їхнього кодування і перекодування, що дозволяють одержувати максимальну інформацію Про об'єкт і створювати його модель. У психології розрізняються образи дійсності (або І порядку) і образи майбутнього (ІІ порядку). Якщо перші - образи конкретних предметів, то другі являють собою задані, ще невідомі образи, що, ґрунтуючись на даних умовах задачі, необхідно установити (або пізнати). Це можливо лише за допомогою розшифровки вихідних даних, перебування істотно значимих зв'язків між ними. При цьому важливу роль грають операції співвіднесення (звірення) образів І й ІІ порядку. Останні створюються на основі виділення і переробки на рівні представлень постійних і істотних властивостей предметів. Тому, хоча в понятті абстраговані й узагальнені ці властивості об'єкта, існувати поза визначеним образом, що носить специфічні функції, воно не може. Унаслідок цього вторинні образи по своєму змісті ближче до понять, чим до конкретних уявлень [15].
Виникаючий при цьому образ (у даній роботі мова йде про створення образів ІІ порядку і, зокрема, узагальнених просторових образів при складанні схематичних зображень заданого об'єкта) виступає як визначений пізнавальний рівень розумової діяльності. При цьому формування образа відбувається шляхом подолання ("відсівання") надлишкових і неадекватних "варіантів відображення" того самого образа. Адекватність образа об'єктові залежить від "уподібнення" форми діяльності, у якій він створюється, формі об'єкта (Д. Брунер, Ю.Н. Вергіліс, В.П. Зінченко) [2]. Подібний факт обумовлений наявною образу властивістю активної переробки уявлень, їх трансформації і схематизації, а головне, узагальнення. Ступінь узагальненості образа визначає зміни в його структурі, пов'язані з виділенням опорних ознак об'єкта, а також перетворень окремих або приватних ознак в істотні (постійні) його властивості. У цьому процесі важливу роль грає характер вираження цих ознак у виді просторових співвідношень різного рівня узагальненості (глобального, одиничного, стабільного або динамічного). Найбільш високий рівень узагальненості образа представляє оперування умовними позначками, характерне при читанні і складанні принципових схем технічних об'єктів, оскільки такі зображення, як найвищою мірою символізовані, відбивають у графічній формі загальний принцип дії технічних об'єктів (характер конструктивно-функціональних співвідношень їхніх основних блоків) з одної сторони, і те загальне, що властиве схемі об'єкта взагалі, з іншої.
Приймаючи тезу про єдність і взаємопроникнення основних компонентів технічного мислення в його загальній структурі за вихідний, ми приймаємо, що образний компонент займає в цій структурі проміжну позицію між поняттям і дією. Ця позиція обумовлена тими функціями, що виконує образ у процесі пізнавальної діяльності суб'єкта (мається на увазі функція антиципації, верифікації і корекції), завдяки яким створюється реальна можливість не тільки уточнити теоретичну гіпотезу попередньо висунутого рішення, але і передбачити спрямованість і структуру практичних дій (представлення про спосіб дії). Безумовно, функції образного компонента унаслідок взаємозв'язків між його структурними елементами залежать від форми і змісту цих зв'язків. Треба думати, що серед них повинні існувати первинного і вторинні (ведучого і допоміжні) зв'язку.
Однак з'ясування цих структурних взаємозв'язків, їхніх модифікацій утруднено відсутністю загальноприйнятої і експериментально обґрунтованої схеми структурно-функціональних зв'язків компонентів технічного мислення (поняття, образи і дії). Поки існує лише сама загальна схема зв'язків компонентів технічного мислення.
Подібна схема не розкриває сутності взаємозв'язків і обумовленості структурних елементів кожного компонента. Рішення цієї складної задачі можливо тільки шляхом експериментального вивчення "внутрішньої" структури кожного компонента технічного мислення з виявленням конструктивно-функціональних взаємозв'язків і відносин між цими компонентами.
Унаслідок того, що пошук рішення конструктивно-технічних задач завжди припускає оперування просторовими образами технічних об'єктів, що значною мірою визначають вірність гіпотез і практичний результат, структурно-функціональний аналіз образного компонента мислення з урахуванням змістовних відносин його з поняттям і діями представляється необхідним. Сам образ по змісту синтетичний, тому що містить у собі розуміння (елемент поняття), визначену наочність (об'ємне або площинне "бачення" предмета) і спрямованість дій (представлення або образ про спосіб дії). Така специфічність змісту образа обумовлює визначені функціональні взаємозв'язки його змістовних елементів.
Виходячи з вищесказаного про специфіку змісту образного компонента, виділимо три складових взаємозалежних структурних елементи образу: сукцесивні (поетапні) схеми-представлення про окремі частини об'єкта; симультанні, або "внутрішні" просторові схеми об'єкта; представлення про спосіб дії, тобто про характер і структуру практичних дій (побудова зображення, монтаж об'єкта).
Структурно-функціональні взаємозв'язки кожного з зазначених елементів образа визначаються їх змістом [16].
Перший елемент (сукцесивні, або поетапні, схеми) містить у собі наступні структурні одиниці: а) представлення про будівлю елементів заданого технічного об'єкта; б) представлення про функції деталей і вузлів пристрою; в) представлення про площинне зображення вузлів об'єкта; г) представлення про групове компонування вузлів пристрою.
