У дидактиці трудового і виробничого навчання розрізняють предметну, операційну, операційно-предметну, моторно-тренувальну (система ЦІП), операційно-комплексну, проблемно-аналітичну системи, а також їх різновиди (предметно-операційну, операційно-поточну, конструкторсько-технологічну та ін.). Кожній системі навчання притаманні свої виробничі, педагогічні, психологічні та фізіологічні особливості формування навичок і вмінь в учнів в окремі періоди навчання. Розглянемо детальніше найважливіші з них.
2.1. Предметна система виробничого (трудового) навчання. Вона виникла в період ремісничого виробництва і відповідала рівню розвитку тодішньої техніки і технологій та будувалася за видами продукції, які вироблялися. Учень виготовляв у процесі навчання ті ж вироби, які виготовляв майстер-інструктор. Ця система відображала індивідуальну форму виробничого навчання.
Найвідомішою з предметних була шведська система, яку розробив Отто Саломон. Вона передбачала виготовлення колекції предметів – 88, предмети при цьому чітко визначені і учні оволодівали прийомами і операціями виготовлення цих конкретних виробів. Була розповсюджена в період розвитку ремісництва, а також на ранніх стадіях промислового виробництва, коли техніка та технології не були уніфікованими (приклад: зброяр – коваль, який не міг виготовити чавунок або інший виріб).
Програмою навчання був перелік виробів. Зміст навчання залежав від умов, що склалися, а часом і від традицій виробництва, характерних для тієї чи іншої місцевості. Термін навчання був доволі тривалий. У зв’язку з цим предметна система навчання приводила до технічної та технологічної обмеженості фахівця. Перевага її у тому, що опановуючи вміння та навички стосовно виготовлення обмеженого кола предметів, учень досягав високої майстерності.
З початку ХІХ ст. в європейських країнах формування професійної майстерності учнів проводилось у ремісничих училищах за тією ж предметною системою, але на певній групі найхарактерніших виробів. При цьому навчання починалось із виготовлення простих виробів і завершувалось виготовленням складніших. Перероблена таким чином предметна система навчання відкривала шлях для раннього залучення учнів до продуктивної праці, з першого дня занять знайомила їх з технологічним процесом виготовлення виробів. Крім того, ця система створювала у них певний інтерес, тому що вони бачили результати своєї праці. Однак ця система навчання не передбачала опанування операцій у послідовності, яка відповідає ускладненню цих операцій.
Застосовуючи предметну систему виробничого навчання дуже важко на практиці відібрати вироби зростаючої складності, щоб учні оволоділи необхідними навичками та вміннями у короткі терміни, і створити довершену та педагогічно обґрунтовану систему вправ. Адже учень практично виконував технологічні операції триваліший час (стільки, скільки необхідно для виготовлення виробу), а не стільки, щоб набути необхідних навичок та вмінь. Інші ж операції він виконував не у встановленій послідовності, оскільки переключався на виконання наступних операцій, і тому не закріплював набуті раніше навички.
Таким чином, з одних операцій учні закріпляли набуті навички та вміння, а з інших елементів трудового процесу отримували неповні навички та вміння. Переходячи від виконання одного завдання до іншого, вони також одні елементи трудового процесу опановували ґрунтовно, оскільки раніше їх вивчали, а інші – поверхово. Застосування предметної системи виробничого навчання не надавало можливості раціонально вибудовувати технологічні процеси та опановувати різноманітні пристрої.
Головним недоліком предметної системи виробничого навчання було те, що спеціальні вправи з відпрацювання прийомів і операцій не проводились, тому учні опановували помилкові дії та їх доводилось перенавчати. Навички та вміння, яких вони набували, не були гнучкими.
Нині за предметною системою (дещо вдосконаленою) проводиться індивідуальна підготовка висококваліфікованих робітників в умовах виробництва.
У трудовому навчанні вона застосовується і дотепер у тих випадках, коли необхідно навчити школярів виготовляти вироби, які чітко визначені за номенклатурою та широко розповсюджені у побуті.
2.2. Операційна система виробничого (трудового) навчання. Вона виникла в період мануфактурного виробництва як наслідок розвитку машинної техніки. Зміна змісту та характеру праці робітників викликала необхідність озброєння їх в передовсім прийомами праці, які найчастіше використовуються під час обробки найбільш поширених виробів. В основі цієї системи навчання лежало послідовне засвоєння учнями окремих операцій, які поступово ускладнюються. Учні спочатку виконували операції з виготовлення будь-якого виробу, у них формувались початкові навички та вміння, а потім вони вже самостійно виготовляли найпростіші вироби. З переходом до цієї системи процес навчання прискорився, учні стали готуватись до виконання всіх робіт з професії, яку вони вивчали, а не лише до виготовлення окремих виробів. Користь від заміни предметної системи навчання операційної була очевидною. Адже, чим глибшим є поділ технічного процесу на операції, тим простішим є їх виконання, тим вищою є продуктивність праці.
Російський інженер Д. Совєткін разом з В. Марковим, працюючи у Московському вищому технічному училищі, здійснили у 1868 р. науковий аналіз змісту праці робітників низки професій (токар, слюсар, столяр) та зробили поелементне розчленування змісту праці на окремі складові: трудові прийоми, котрі входять до складу трудової діяльності при виготовленні конкретних виробів. При цьому, ці складові розглядались з погляду їх важливості та складності вивчення, що дало можливість відібрати трудові прийоми і розробити систему вправ у певній послідовності. Тепер вже в процесі навчання виготовлявся не закінчений виріб, а лише його частина, тобто здійснювалось послідовне вивчення трудових прийомів і операцій, з яких складається будь-яка робота. Тобто, ця система передбачала дві фази навчання: перша – оволодіння основними операціями в процесі виготовлення навчальних об’єктів (тренування); друга – використання отриманих навичок під час виготовлення товарної продукції. Для першої фази навчання добирались спеціальні навчальні об’єкти, під час виготовлення кожного з яких передбачалось почергове виконання чітко визначених технологічних операцій. Їх послідовність встановлювалась залежно від складності виробу та існуючих у виробництві переходів від операції до операції. Під час другої фази навчання прийоми і навички виконання робіт вдосконалювались безпосередньо в процесі засвоєння вмінь і навичок.
Розроблені Д. Совєткіним навчальні програми виробничого навчання з операційної системи привернули увагу діячів профтехосвіти в Європі, а після Філадельфійської всесвітньої виставки у 1876 р. також і у США. В країнах Європи та США операційна система трудового навчання в дещо удосконаленому вигляді стала використовуватися під назвою «російська» та стимулювала наукову розробку інших систем навчання. Головна її перевага – послідовне озброєння учнів уміннями і навичками виконання основних елементів трудового процесу, які входять в коло професійної діяльності професії, якої набувають учні на першому етапі у навчальних майстернях, а на другому – в цехах промислового підприємства. Недоліком цієї системи є те, що процес навчання розглядався як просте поєднання окремих операцій.
Недоліки операційної системи. Ізольоване навчання окремим операціям не сприяло формуванню міцних та стійких умінь і навичок, тому що учні забували їх під час переходу до виготовлення виробів, тобто існував часовий та змістовий розрив між тими операціями, які мають виконуватись під час виготовлення товарної продукції. До того ж, вони не бачили результатів своєї праці у готовому виробі, бо в процесі навчання створювались значні перерви між вивченими елементами трудового процесу та подальшим їх використанням, що значно знижувало інтерес до навчання. Крім того, оволодіння окремими трудовими прийомами впродовж тривалого часу ускладнювало забезпеченість заготовками та зберіганням незавершеної продукції, тому виробничий цикл із виготовлення виробів затягувався. Сьогодні у початковому вигляді операційна система не використовується.
У трудовому навчанні операційну систему доцільно використовувати тоді, коли потрібно підвищити рівень підготовки школярів у заданій сфері діяльності. Наприклад, перед виконанням виробничих робіт на замовлення підприємств або перед допуском до керування складною технікою (токарно-гвинторізний верстат, автомобіль, трактор тощо).
2.3. Операційно-предметна система виробничого (трудового) навчання. В період бурхливого розвитку промисловості, залізничного транспорту, зростання торгівлі в царській Росії створились умови, котрі викликали необхідність створення системи професійної освіти, яка б дозволила задовольнити потреби у спеціалістах різноманітної кваліфікації та рівня підготовки. Зусиллями низки педагогів створювалась нова концепція професійно-технічної освіти з наголосом на прогресивні педагогічні ідеї того часу. Враховуючи вимоги економічного розвитку країни та спираючись на запропоновані підходи царський уряд у 1888 р. прийняв закон «Основні положення про промислові училища», який визначив діяльність професійно-технічних навчальних закладів до жовтня 1917 р. Це дозволило організувати спеціальні дослідження в галузі дидактики та методики професійної освіти, без розробки яких ці навчальні заклади не мали б змоги ефективно здійснювати свою діяльність.
Значний внесок у розробку загальних питань професійної освіти, змісту і методики виробничого навчання зробив інженер-педагог С. Володимирський, який закінчив Московське вище технічне училище і тривалий час працював у Росії та США в училищах, які здійснювали підготовку робітничих кадрів. Йому належить думка про цілісну систему підготовки робітників будь-якої кваліфікації. Провідне місце у цій системі він відводив загальнотехнічній та технологічній підготовці на базі загальної освіти. При цьому, основними дисциплінами виступали механіка і технологія, вивчення яких ґрунтувалось на фізиці та кресленні. Увесь процес навчання технічним спеціальностям він пропонував будувати відповідно до практичного розвитку технології машинобудування. Для цього він наприкінці ХІХ – початку ХХ ст. розробив операційно-предметну систему трудового навчання, яка увібрала в себе усе найкраще з операційної системи. Вона передбачала формування умінь і навичок на основі виготовлення типових для певної професії виробів, попередньо опанувавши низку початкових операцій. У своїх наукових працях він також виклав загальні принципи навчання спеціальності слюсаря та впровадив їх у роботу технічних училищ.
Запропонована С. Володимирським система мала два періоди навчання: 1) операційний (відводилося біля 25 % часу) і 2) предметний (приблизно 75 %). У процесі навчання учні засвоювали виготовлення 33-х виробів, об’єднаних в 4 групи. У першому періоді не вимагається точність виконання операцій, а наприкінці учні мали виготовляти складні виробничі об’єкти. Опанування трудових прийомів і операцій здійснюлося в процесі виготовлення комплексу виробничо значущих об’єктів. Під час навчання за цією системою учень бачив реальні, практичні результати своєї праці і, природно, ще старанніше та ретельніше навчався.
Недоліки операційно-пердметної системи: ізольованість оволодіння окремими операціями, часовий розрив між процесом формування та процесом закріплення вмінь і навичок; формування будь-яких вмінь та навичок в процесі виготовлення лише одного виду виробів за чітко заданою технологією приводить до того, що подібну роботу учні не можуть виконувати, якщо виникає необхідність виготовити інший виріб. У виробничому навчанні ця система використовується обмежено.
В той же час майстер технічної школи балтійського кораблебудівельного заводу П. Устинов запропонував аналогічну систему навчання, сутність якої полягала у наступному: учні попередньо вивчали основні трудові прийоми і операції слюсарної, ковальської та складально-монтажної справи, а згодом переходили до виготовлення інструментів, деталей машин, верстатів та корабельних механізмів. Вказані роботи також проводилися у порядку зростаючої складності. Однак і цій системі навчання були притаманні недоліки, тому що процес виготовлення виробів практично здійснювався за шаблоном, і при будь-якій незначній зміні у технологічному процесі учні відчували труднощі під час виконання роботи. Це пояснювалось тим, що учні не вправлялися у виконанні окремих навичок, тому й не могли виконувати операції на належному рівні.
У трудовому навчанні вона використовується значно ширше, тому що в неї інша мета – засвоєння початкових умінь і навичок в межах політехнічної підготовки – особливо у 5 – 9 класах. Під час виготовлення конкретних суспільно значущих виробів учні основної школи оволодівають вміннями і навичками виконання основних найбільш поширених операцій ручної та механізованої обробки матеріалів. Приклади видів об’єктів праці, під час виготовлення котрих учні зможуть навчитися виконувати ці операції, наведені у програмах з кожної теми.
2.4. Операційно-потокова система виробничого (трудового) навчання. Потокова система – найбільш передова з усіх сучасних форм організації масового виробництва, при якій операції виконуються у визначеній, заздалегідь установленій послідовності; мають рівновеликі завдання з випуску предметів праці за той самий період і виконуються одночасно. Ця, створена Г. Фордом система конвеєрного виробництва автомобілів, викликала до життя відповідну систему виробничого навчання – операційно-потокову. За цією системою навчання учень виконує одну операцію та передає оброблену ним деталь за постійним маршрутом на наступне робоче місце; деталь проходить стільки робочих місць, на скільки операцій розчленовано технологічний процес. Щоб засвоїти нову операцію, учень повинен зайняти сусіднє робоче місце на потоці. Чітка послідовність виконання операцій і становить зміст технологічного процесу. Учень навчається не лише прийомам виконання окремих операцій, а й знає місце кожної з них у технологічному процесі. Така система трудового навчання дозволяла учням оволодіти сучасними способами виконання операцій та переходити до багатоверстатної роботи у високомеханізованому виробництві.
Операційно-поточній системі виробничого навчання притаманні основні недоліки її попередниці – операційної системи.
2.5. Моторно-тренувальна система виробничого (трудового) навчання (система ЦІП). у період інтенсивної індустріалізації Радянської країни (20-ті рр. ХХ ст.) особливо гостро постало питання підготовки робітничих кадрів на основі наукової організації праці. Неоціненний внесок у розв’язання цього завдання зробив О. Гастєв – один із засновників вітчизняної кібернетики, визначний вчений у галузі раціоналізації та наукової організації праці. Він вважав, що здійснювати підготовку робітників можна через науково організовану працю. Конкретним технологічним рішенням цього завдання слугувала розроблена О. Гастєвим методика, яка носила назву ЦІП (від назви – Центральний інститут праці). Вона ґрунтувалась на трьох принципах: раціональності, масовості, швидкоплинності. Методика ЦІП передбачала розчленування кожного виду трудової діяльності на елементарні операції, прийоми та рухи з наступним їх відпрацюванням до повного автоматизму та використанням аналізу рухових навичок, письмових інструкцій і тренажерів. Навчання відбувається в процесі багаторазових тренувань спочатку на точність, потім на швидкість. При цьому використовувались спеціальні тренажери та вправи, які імітували справжні трудові процеси. Навантаження зростали поступово і навчання завершувалось виконанням чітко визначеної трудової дії. Перевага цієї системи виробничого навчання полягала у наступному: будучи заснованою на глибокому вивченні змісту робіт з кожної професії і на науковому аналізі побудови трудових процесів, вона формувала в учнів стійкі автоматизовані уміння і навички під час виконання елементів трудових процесів.
Створена О. Гастєвим система мала на меті формування зразків культури праці, що передбачало нове мислення, інше ставлення до нового у виробництві та виробничих відносинах, інше виховання людини, шанобливе ставлення до результатів своєї праці. До цього широкого поняття О. Гастєв йшов через технології, засновані на останніх досягненнях фізіології, психології, архітектоніки, філософії та соціології праці. Він намагався на молекулярному рівні зрозуміти трудовий акт людини, знайти первинні зерна, з яких зростає могутнє дерево людської праці. І, ґрунтуючись на розумовій діяльності, сконструювати працю майбутнього.
Основними недоліками цієї системи вважається: регламентація діяльності вчителя та учня, що стримує їхню ініціативу; учень відірваний від реальних виробничих об’єктів праці, все це знижує інтерес до навчального процесу і призводить до недостатньої ефективності виробничого навчання.
У трудовому навчанні система ЦІП використовується для відпрацювання окремих дій під час формування складних навичок виконання ручних операцій із застосуванням пристосувань (обпилювання, стругання, поздовжнє пиляння тощо), а також при підготовці робітників, де потрібно в автоматичному режимі управляти машинами.
2.6. Операційно-комплексна система виробничого (трудового) навчання. Передові педагоги прагнули розробити таку систему виробничого навчання, яка б відповідала розвитку техніки і раціоналізації організації виробництва. В середині 30-х рр. ХХ ст. у мережі фабрично-заводських шкіл (ФЗШ) була створена операційно-комплексна система виробничого навчання, в основу якої було покладено принцип почергового оволодіння учнями основними прийомами виконання операцій та комплексних робіт, що поступово ускладнюються.
Перша комплексна робота виконувалась вже після вивчення трьох-чотирьох операцій. Потім учні опановували складніші і важчі операції, котрі закріплялись під час виконання наступних комплексних робіт, які включали вивчені раніше операції. Таким чином учні поступово оволодівали всіма прийомами і способами виконання робіт у тих поєднаннях, які можуть трапитися робітнику на виробництві. Учні оволодівали виробничими операціями у концентричній послідовності.
Нині програми навчання токарів, слюсарів, столярів та ін. в ПТНЗ розроблені на основі операційно-комплексної системи виробничого навчання. Комплекс операцій – це сукупність необхідних для виконання завдання операцій, які використовуються в процесі виробничого навчання. Як відомо, під час навчання токаря перший комплекс трудових операцій включає обробку зовнішніх циліндричних поверхонь, підрізання торців та виступів, виточування канавок і відрізання. Другий комплекс поряд з перерахованими включає свердління, розсвердлювання, зенкерування, розточування, розгортання циліндричних отворів тощо.
Добираючи навчальні роботи з метою навчання дуже важливо досягти, щоб одні й ті ж операції комплексу повторювались у технологічних процесах обробки різноманітних виробів.
Комплекс або декілька комплексів операцій, які використовуються для ведення відокремленої частини технологічного процесу, складає вид роботи (наприклад, слюсарна робота), яка виконується у виробничих умовах. Вид роботи характеризується однорідністю трудових дій. Виконання певних видів робіт в процесі навчання в той же час характеризує якість оволодіння загальнотрудовими навичками та вміннями.
Недоліки операційно-комплексної системи. Не дивлячись на деякі переваги, операційно-комплексну систему не можна рахувати досконалою та універсальною. Вона багато в чому відображає вже пройдений етап розвитку техніки, тому що розрахована на навчання робітників переважно ручним та машинно-ручним професіям безпосередньо в навчальних умовах. У підготовчий період виникають труднощі із залучення учнів до виробництва корисної продукції.
Система недостатньо сприяє розвитку таких важливих компонентів трудової діяльності, як планування і організація праці, облік та контроль роботи; гальмує у деяких випадках розвиток і вдосконалення трудових прийомів, тому що у вправах (під час виконання ряду технологічних операцій) вони у чистому вигляді не трапляються. Наприклад, при виконанні токарних робіт ніколи не зустрічається лише одне свердління, з ним майже завжди пов’язані центрування, обточування, підрізання торців та інші операції.
Ця система не сприяє економії часу, який витрачається здебільшого на монотонні вправи в окремих, ізольованих одна від одної операціях, та застосовується в умовах, коли операції, що вивчаються та їх комплекси органічно не пов’язані між собою, в зв’язку з чим у навчальній роботі не забезпечується необхідна повторюваність трудових прийомів та операцій. Система віддаляє на невизначений термін безпосереднє залучення учнів до продуктивної праці в умовах підприємства. Навчання поводиться у навчальних майстернях, як правило, не за технологією заводу, на застарілому обладнанні, яке не забезпечує ні потрібної швидкості, ні достатньої точності обробки, а продукція, яка виготовляється, зачасти є примітивною та обмеженою. Операційно-комплексна система навчання не враховує також послідовного та глибокого опанування учнями інтелектуальних і сенсорних функцій, формування котрих є невід’ємною частиною більшості нових професій.
Нині за операційно-комлексною системою здійснюється трудове профільне або початкове професійне навчання учнів старших класів за певними профілями технологічної підготовки (слюсар, столяр, токар, швачка тощо).
2.7. Проблемно-аналітична система виробничого (трудового) навчання. Автоматизація виробництва призводить до виникнення нових професій, праця котрих набуває більш вираженого інтелектуального характеру. До числа таких професій належить, наприклад, професія наладника токарних автоматів і напівавтоматів, у якій розумова діяльність переважає фізичну. Загальновизнано, що керування складним технологічним обладнанням, а тим більше його налаштування вимагають особливо кваліфікованої праці. Звідси виникає необхідність у нових системах навчання. На жаль, цю необхідність усвідомили ще далеко не всі.
Сучасне виробництво вимагає іншого підходу до систем виробничого навчання. Значна частина робітників на сучасному виробництві зайнята спостереженням за перебігом технологічного процесу, регулюванням роботи агрегатів, машин та приладів, ремонтом обладнання тощо. Це – наладники, регулювальники, оператори, ремонтні робітники відповідних спеціальностей, кількість та значення яких зростає в міру впровадження нових технологій виробництва. Такий робітник найчастіше обслуговує групу робочих місць або виробничу ділянку; його праця має універсальний характер і вимагає не лише значного практичного досвіду, великої кількості трудових навичок, а й серйозних технічних знань. Робітник з обслуговування апаратурних процесів повинен вміти налагоджувати апаратуру на певний режим, керувати прихованими від безпосереднього спостереження процесами, які проходять у апаратах та установках.
Спостерігаючи за роботою апаратів та установок, які він обслуговує, робітник подумки уявляє собі умови, за яких проходить технологічний процес, і має бути готовим швидко визначити та усунути відхилення від оптимальних режимів. Зрозуміло, що такому робітникові необхідно вміти аналізувати технологічний процес, володіти глибокими загальнотехнічними і спеціальними знаннями. У професійній діяльності цих робітників на перший план висуваються не виконавські функції, а інтелектуальна праця.
Таким чином, від робітника сучасного виробництва вимагається знання суті технологічних процесів, будови машин і механізмів, які він обслуговує, оволодіння найраціональнішими способами управління ними та налагодження на певний режим роботи. Зрозуміло, що в основу навчання новим перспективним професіям має бути покладена нова система виробничого чи трудового навчання. Ця система повинна враховувати особливості роботи на сучасному підприємстві, спиратись на аналіз функцій, які визначають зміст професійної діяльності робітника, забезпечувати системність і послідовність виконання завдань зростаючої складності. У цій системі виробничого навчання повинен відображатись досягнутий рівень науково-технічного прогресу та прийнятий на виробництві характер поділу праці, а процес навчання має бути пристосований до конкретних вимог виробництва.
Проблемно-аналітична система передбачає три послідовних періоди виробничого навчання: 1) вивчення окремих ситуацій та вправляння з їх виконання; 2) вивчення проблеми в цілому і також вправляння з її виконання; 3) вивчення всього технологічного процесу та самостійне виконання завдання з його проведення, регулювання та контролю. В міру проходження цих трьох періодів виробничого навчання поступово розширюється коло як інтелектуальних, так і фізичних трудових дій учнів. У кожному періоді навчання розрізняють два етапи навчання: першим є етап розв’язання інтелектуальних завдань; другим – етап самостійної роботи учнів під керівництвом вчителя (майстра виробничого навчання, інструктора), коли в них до кінця формуються та закріплюються виробничі навички і вміння.
Під час вивчення кожної виробничої проблеми важливе значення має планування діяльності учнів за кожною стадією. Учні повинні засвоїти різні варіанти та послідовність виконання роботи. Для цього необхідно, щоб вони чітко уявляли собі умови перебігу технологічного процесу та його закономірності, вільно орієнтувалися в реальних виробничих умовах і шляхом спостережень проводили збір різноманітної інформації. Важливо, щоб учні навчились не стільки функціям технологічного планування (хоча це й є важливим боком професійного навчання), скільки розв’язанню розумових завдань комплексного характеру.
В міру вивчення окремих частин технологічного процесу в учнів поступово накопичуються знання та виробничі вміння; відповідно до ситуації вони швидко подумки відтворюють потрібні дії та виконують їх. Діапазон їх дії починає поступово охоплювати не лише проблему, а й технологічний процес в цілому. Вони опановують трудові процеси загальнопрофесійного характеру спочатку на одному певному виді обладнання (верстаті), потім на групі їх, склад котрих поступово зростає. Відповідно до цього поступово розширюються трудові уміння і навички учнів.
На конкретних видах праці учні вчаться вирішувати проблемні завдання та виконувати певні трудові процеси. Ці завдання носять розрахунково-аналітичний характер та відображають дійсний зміст виробничого навчання. Така система вправ не лише полегшує учням вирішення типових виробничих завдань, а й розвиває їх мисленнєву діяльність, сприяє свідомому, творчому підходу учнів до роботи, заглибленню в сутність технологічних процесів.
У школі за такою системою проводяться здебільшого заняття з профільного чи професійного навчання технологічного напряму в старших класах при вивченні тракторної і автосправи, підготовці наладників верстатів, слюсарів-ремонтників тощо.
