Применение «активных» методов в учебном процессе способствует формированию у учащихся продуктивного, творческого мышления. Необходимость в продуктивном, творческом мышлении возникает, когда в жизни, на практике, в учебе учащиеся сталкиваются с новыми для себя проблемами или возникают новые обстоятельства, условия и т. д., требуются новые, нестандартные средства и способы деятельности, так как старые, прежние в этих новых условиях уже недостаточны, хотя и необходимы. Такие ситуации называются проблемными.

Проблемная ситуация - непременное условие, своеобразный пусковой механизм творческого мышления. Как только возникла проблемная ситуация, оно «включается», помогая уяснить смысл, возникшего затруднения, противоречия. Проблемная ситуация в этом случае переходит в осознаваемую мыслительную задачу, проблему.

На этой основе строится технология проблемного обучения, сущность которого состоит в столкновении учащихся с учебными и производственными ситуациями и постановки их в положение «первооткрывателей», «исследователей».

При проблемном обучении всегда имеют место постановка и решение познавательных задач (проблем), выдвигаемых в форме вопроса, задания. Однако не всякая проблемная ситуация становится проблемой, хотя каждая проблема содержит проблемную ситуацию. Вопрос, на который учащийся заранее знает ответ, не является проблемой. Не является проблемой и такой вопрос, ответ на который учащемуся неизвестен, и у него нет знаний и опыта для поиска ответа. Тем самым создается проблемная ситуация, не переходящая в проблему.

Проблемой является вопрос или задача, способ решения или разрешения которой учащемуся заранее неизвестен, но учащийся обладает исходными знаниями и умениями для поиска результата или способа выполнения. Этими положениями следует руководствоваться при создании или выборе проблемных ситуаций и формулировании проблем.

Проблема, познавательная задача возникает на основе противоречия между известным, освоенным и еще неизвестным, между новыми фактами, явлениями, зависимостями- и ранее усвоенными знаниями, способами деятельности, в которые эти факты и явления не укладываются. Таким образом, противоречия, которые существуют в реальной действительности, отражаются в сознании учащихся только тогда, когда они сталкиваются с ними. Сущность проблемы, следовательно, существует объективно, независимо от того, стала ли ситуация проблемной для учащегося, осознал ли он это противоречие, ищет ли он ее решение. Когда учащийся осознает и воспримет эти противоречие, ситуация становится для него проблемной. Учитывая это, мастеру не следует произвольно, искусственно конструировать проблемную ситуацию. Необходимо производить целесообразный отбор реальных учебных и учебно-производственных ситуаций, сталкивать учащихся с ними, побуждая их к открытию нового.

Проблемное обучение не означает непрерывного процесса решения проблем; не всякий учебный материал содержит проблемное задание и не всякое проблемное задание можно (или нужно) представлять в форме познавательной задачи или противоречивого суждения. При организации проблемного обучения всегда следует руководствоваться принципом целесообразности.

Пути создания проблемных ситуаций разнообразны. Они зависят от характера отрабатываемого учебного материала, степени подготовленности учащихся, педагогического мастерства мастера. В содержании производственного обучения много моментов и ситуаций, которые широко могут быть использованы при организации проблемного построения учебного процесса.

Приведем примеры из практики обучения учащихся профессиям металлообработки, иллюстрирующие способы создания проблемных ситуаций и их разрешения в процессе производственного обучения.
Используя реальную ситуацию, мастер показывает учащимся, что имеющихся у них знаний и опыта недостаточно, чтобы решить поставленную задачу. Например, изучается операция - правка металла. Учащиеся уже знают, что правку полосы или прутка производят ударами или нажатием пресса на выпуклую их часть. Переходя к правке листового металла с выпуклостью, мастер просит их подумать и предложить способ правки покоробленных листов. По аналогии с правкой прутка учащиеся считают, что удары молотком следует наносить по выпуклостям. Когда попробовали - не получилось. Почему? Создалась проблемная ситуация.

Подобные ситуации возникают также при постановке перед учащимися, например, таких вопросов: «Почему материал притира должен быть мягче материала обрабатываемой детали?» или «В каких случаях при нарезании наружной резьбы надо применять разрезные пли неразрезные круглые плашки?»

Проблемную ситуацию можно создать, поставив учащихся перед необходимостью выбрать правильное решение из ряда возможных, известных им. Так, учащиеся знают, что увеличение скорости резания способствует уменьшению шероховатости и повышению точности обработки, повышению производительности труда; чем тверже обрабатываемый материал, тем меньше должна быть скорость резания; при прочих равных условиях наибольшие скорости резания можно применять при использовании резцов с твердосплавными пластинами; производительность токарной обработки повышается при увеличении поперечного сечения стружки, что достигается увеличением или подачи, или глубины резания.
Предлагая задания на выбор оптимальных режимов резания, обеспечивающих заданную шероховатость и точность обработки, высокую производительность труда, экономию режущего инструмента при различных вариантах обработки деталей (заготовки литые, кованые, из проката; резцы быстрорежущие или твердосплавные разных марок; обработка черновая или чистовая и т. п.), мастер может создавать различные проблемные ситуации, требующие выбора учащимися наиболее рационального решения из возможных, известных им.

В процессе обучения проблемные ситуации можно создать, поставив учащихся в условия, требующие практического использования имеющихся у них знании и умений в новых непривычных условиях, что не только повышает мобильность их мышления, но зачастую служит средством приобретения новых знаний и умений. Подобные проблемные ситуации могут быть созданы, например, при рассмотрении полезного использования трения, известного учащимся как вредное нежелательное явление, в различных устройствах, узлах машин и механизмов и их деталях (резьбовые соединения, муфты сцепления, фрикционные передачи, клиновые соединения и т. п.).

Проблемная ситуация возникает и в тех случаях, когда имеется противоречие между теоретически правильным способом решения задачи и практической неосуществимостью или нецелесообразностью данного способа, а также между практически достигнутым результатом выполнения задания и отсутствием у учащихся на данном этапе возможности его теоретически обосновать. Проблемные ситуации подобного рода возможны, например, при постановке следующих вопросов: «Почему сверление и развертывание деталей из серого чугуна производят всухую, без смазочно-охлаждающих жидкостей, применяемых обязательно при обработке стали?», «Почему развертывание производится только движением развертки по часовой стрелке, а при нарезании резьбы метчиком, наоборот, рекомендуется после одного-двух оборотов делать ½-¾ оборота назад? Ведь развертывание и нарезание резьб - резание металла» и т. п.

Из других способов создания проблемных ситуаций следует отметить такие, как:
предложение учащимся рассмотреть явление с различных позиций (например, наладчика, контролера, экономиста, продавца, менеджера и т. п.);
постановка вопросов на обобщение, обоснование, конкретизацию, логику рассуждений и т. п.;
постановка несложной исследовательской задачи с заранее предлагаемыми условиями решения;
предложение задач с недостаточными или избыточными исходными данными, с неопределенностью в постановке вопроса, с противоречивыми данными и т. п.

Проблемное обучение даст ожидаемый эффект только при умелом руководстве учебным процессом со стороны мастера. Он «создает» проблемную ситуацию или отбирает материал, имеющий «естественную проблемность», формулирует вопрос или познавательную задачу, путем наводящих вопросов и уточнений помогает учащимся самостоятельно понять и сформулировать искомую закономерность, найти способ или условие действия, сделать необходимый вывод. По мере усвоения основных принципов разрешения проблемных ситуаций и решения осознанных учащимися проблем степень участия мастера в этом процессе снижается. Он задает меньше наводящих вопросов, дает возможность учащимся самостоятельно пройти весь путь решения от определения исходных данных до получения окончательных результатов.