Методические подходы к развитию инженерного мышления у учащихся основной школы

Размещено на http://allbest.ru

Российский государственный профессионально-педагогический университет (филиал)

Russian state vocational-pedagogical University (branch)

Методические подходы к развитию инженерного мышления у учащихся основной школы

(Methodological approaches to the development of engineering thinking of students of the primary school)

Сиваченко А.А., Волкова Е.А.

(Sivachenko, A. A., Volkova E. A.)

г. Нижний Тагил, Россия

(Nizhny Tagil, Russia)

Информатизация всех сфер общества, повышение учебной деятельности определяют процесс модернизации и новое видение роли основного общего образования.

В современном мире общество всё больше зависит от технологий и поэтому большое внимание уделяется некой области нашего интеллекта, как инженерное мышление. Именно этот тип мыслительной деятельности и является основной формой человеческой попытки преобразовать окружающий мир, преследуя собственные интересы.

Как утверждают Г. И. Малых и В. Е. Осипов: «В инженерном мышлении главное - решение конкретных задач и достижение конкретных целей для достижения наиболее эффективного и качественного результата.

Результат этот через рационализацию, изобретение и открытие порождает качественно новое в области науки и техники и отличается оригинальностью и уникальностью. Развивать инженерное мышление начинают еще в школе, для этого в школах открываются кружки робототехники».

Такое понятие, как «инженерное мышление» является объектом изучения многих наук: философии, психологии, педагогики, гуманитарных и технических наук.

Анализ реального опыта решения творческих инженерных задач позволяет утверждать, что основой инженерного мышления являются высокоразвитое творческое воображение и фантазия, владение методологией технического творчества, позволяющей сознательно управлять процессом генерирования новых идей.

Инженерное мышление должно опираться на хорошо развитое воображение и включать различные виды мышления: логическое, творческое, наглядно-образное, практическое, теоретическое, техническое, пространственное и др.

Главные из них - творческое, нагляднообразное и техническое. Как психологическая категория инженерное мышление обладает понятийно-образно-практической структурой.

Исследования психологов и ученых-педагогов (Э.деБоно, С.М. Василейский, Н.П.Линькова, В.А. Моляко, Н.М. Пейсахов.К.К. Платонов, Я.А. Пономарев, А.Ф. Эсаулов, Г.С. Альтшулер, М.М. Зиновкина) показали, что важнейшей характеристикой творческого инженерного мышления является его системность.

Инженерное мышление - это системное творческое техническое мышление, позволяющее видеть проблему целиком с разных сторон, видеть связи между ее частями.

Под инженерным мышлением понимается вид познавательной деятельности, направленной на исследование, создание и эксплуатацию новой высокопроизводительной и надежной техники, прогрессивной технологии, автоматизации и механизации производства, повышение качества продукции.

Главное в инженерном мышлении - решение конкретных, выдвигаемых производством задач и целей с помощью технических средств для достижения наиболее эффективного и качественного результата. При этом рационализация, изобретение и открытие как результаты научно-технического творчества порождают качественно новые результаты в области науки и техники и отличаются оригинальностью и уникальностью.

Вопросы подготовки инженерных кадров обсуждаются на разных уровнях власти. В настоящее время особую актуальность имеет реализация государственная программа «Уральская инженерная школа» на основе паритетного партнерства и сотрудничества образовательных организаций всех уровней.

В большинстве ВУЗов Свердловской области присутствуют специальности, связанные с робототехникой, но в большинстве случаев не происходит предварительной ориентации школьников на возможность продолжения учебы в данном направлении.

Многие подростки стремятся попасть на специальности, связанные с информационными технологиями, не предполагая о всех возможностях этой области. Между тем, игры в роботов, конструирование и изобретательство присущи подавляющему большинству современных детей.

Таким образом, появилась возможность и назрела необходимость в непрерывном образовании в сфере робототехники. Заполнить пробел между детскими увлечениями и серьезной подготовкой позволяет изучение робототехники в системе дополнительного образования на основе специальных образовательных конструкторов.

Кроме того, начинать закладывать основы инженерного мышления необходимы ребенку уже с малых лет, так как с самого раннего возраста он находится в окружении техник

и, электроники и даже роботов. Данный тип мышления необходим как для изучения и эксплуатации техники, так и для предохранения необдуманного «погружения» ребенка в техномир (приучение с раннего возраста исследовать цепочку «кнопка - процесс - результат» вместо обучения простому и необдуманному «нажиманию на кнопки»). Так же ребенок должен получать представление о начальном моделировании, как о части научно-технического творчества.

Основы моделирования должны естественным образом включаться в процесс развития ребенка.

В основе обучающего материала лежит изучение основ конструирования, основных принципов механической передачи движения и элементарное программирование.

Работая индивидуально, парами, или в командах, обучающиеся младшего школьного возраста могут учиться создавать и программировать модели, проводить исследования, составлять отчёты и обсуждать идеи, возникающие во время работы с этими моделями.

Ребенок получает возможность расширить свой круг интересов и получить новые навыки в таких предметных областях, как естественные науки, технология, математика, развитие речи, окружающий мир.

Занятия по внеурочной деятельности призваны дополнять содержание предметных областей, что в полной мере позволяет провести интеграцию учебных предметов и образовательной робототехники.

Важно понимать, что образовательная робототехника на разных уровнях образования имеет различные цели. В зависимости от возраста учащихся необходимо использовать конструкторы разных типов, проводить различные мероприятия, изучать всевозможные темы.

Существует множество компаний, предоставляющих самые различные лицензионные конструкторские материалы для решения образовательных задач и методическое обеспечение к ним. Примером таких компаний является датская компания ЛЕГО, предлагающая целую линейку конструкторов серии «Education».

Кроме качества продукции выбор конструкторского решения обусловлен наличием в них уже знакомых учащимся с детства кирпичиков и пластин, основных способов крепления деталей, что позволяет без труда приступить к сборке будущей конструкции.

Изучение «Основ робототехники» создает предпосылки для социализации личности обучающихся и обеспечивает возможность ее непрерывного технического образования, а освоение с помощью наборов Лего и компьютерных технологий - это путь школьников к современным перспективным профессиям и успешной жизни в информационном обществе.

В ходе изучения курса обучающиеся развивают мелкую моторику, логическое мышление, конструкторские способности, овладевают совместным творчеством, практическими навыками сборки и построения модели, получают специальные знания в области конструирования и моделирования, знакомятся с простыми механизмами.

Образовательная робототехника это новейшая и актуальная для современного мира педагогическая технология, которая находится на стыке таких областей знания как: механика, электроника, конструирование, программирование.

Федеральные государственные образовательные стандарты обладают отличительной особенностью: она ориентированы на результаты образования, которые рассматриваются на основе системно-деятельностного подхода, который применяется в системе школьного образования.

В период поэтапного перехода школы на новые образовательные стандарты (ФГОС НОО и ООО), информатизация стала необходимым компонентом, направленным на переход от репродуктивной модели учебной деятельности к самостоятельной, инициативной, творческой работе с информацией каждого учащегося и учителя.

Новая модель образования предполагает значительное увеличение роли самостоятельного поиска, сбора, анализа, организации, представления и передачи знаний, коллективной работы, планирования индивидуальной и совместной деятельности, т.е. развитие информационной компетентности - способности и умения самостоятельно искать, анализировать, отбирать, обрабатывать и передавать необходимую информацию при помощи устных и письменных коммуникативных информационных технологий.

Информационно-коммуникационные и инженерные технологии должны стать не дополнительным средством в обучении, а неотъемлемой частью целостного образовательного процесса, значительно повышающим его эффективность и максимально способствующий всестороннему развитию интеллектуальной, эмоциональной и личностной сфер учащихся.

Актуальность заключается в том, что высококвалифицированная инженерная деятельность, помимо необходимых знаний, умений и навыков, требует определённого подхода к пониманию поставленных задач и поиску способов их решения, определённого способа мышления, говорить о котором можно как об "инженерном".

Закладывать основы такого мышления как раз и надо на этапе раннего профессионального ориентирования, чего на данный момент не происходит, в частности и по причине недостатка способов и методов формирования и развития инженерного мышления. «Есть объективный запрос на перемены в системе подготовки инженерных кадров» - подчеркнул президент.

Развитие робототехники, в настоящее время, включено в перечень приоритетных направлений технологического развития в сфере информационных технологий, которые определены Правительством в рамках «Стратегии развития отрасли информационных технологий в РФ на 2014- 2020 годы и на перспективу до 2025 года».

Важным условием успешной подготовки инженерно-технических кадров в рамках обозначенной стратегии развития является внедрение инженерно-технического образования в систему воспитания школьников, как в рамках общей, так и дополнительной системы образования.

Примером такого внедрения может являться внеурочный кружок по робототехнике для школьников основной школы, выступающий в роли пропедевтического этапа высшего технического образования и позволяющий провести раннюю профессиональную ориентацию.

Робототехника имеет прямое отношение к технической области научного знания, следовательно, ее изучение естественным образом способствует развитию особых форм мышления, в частности, инженерного мышления, иначе говоря - кружок по робототехнике имеет не только ярко выраженную предварительно-профессионально ориентационную функцию, но и развивающую. инженерный информационный школьник робототехника

В связи с этим, занятие в кружке полезно не только ученикам старшей школы, как некоторый практический опыт инженерной деятельности, но и, даже в большей степени, более младшим, так как позволит увеличить время пропедевтического этапа, а значит - подготовить более конкурентоспособные кадры дефицитной, инженерной направленности.

Образовательная робототехника развивает учащихся в режиме опережающего развития, опираясь на информатику, математику, технологию, физику.

Обучение робототехники способствует развитию инженерного мышления, целостному восприятию мира и формированию научного мировоззрения учащихся, а также позволяет активизировать уже существующий интерес ученика к предмету или способствует развитию такого интереса.

Занятия по робототехнике предоставляют возможности для разностороннего развития учащихся и формирования важнейших компетенций, обозначенных в стандартах нового поколения. Среди них:

- навыки проведения экспериментального исследования: выдвижение гипотез, поиск решений, проведение наблюдений и измерений, установление причинно-следственных связей, оценка влияния отдельных факторов, обрабтка и анализ результатов; - предметные умения (информатика): принципы моделирования, конструирования, проектирования, алгоритмизации, программирования;

- понимание межпредметных связей: математики, информатики, естествознания, технологии, музыки и других предметов;

- развитие творческого, образного, пространственного, логического, критического мышления; - развитие коммуникативной компетенции: работа в коллективе (в паре, группе) по выработке и реализации идей, планированию и осуществлению деятельности, развитие словарного запаса и навыков общения.

Цель нашей исследовательской работы - это теоретическое обоснование и совершенствование методики развития инженерного мышления при обучении основам робототехники в основной школе.

В основные задачи нашего дальнейшего исследования входит рассмотрение таких вопросов, как:

1) изучение психолого-педагогической литературы по проблеме инженерного мышления с целью определения особенностей такого мышления, способов его выявления и диагностики и закономерностей его развития;

2) выявление особенностей инженерного мышления, которые могут быть сформированы при изучении предметной области «робототехника» в основной школе;

3) разработка методических рекомендаций для курса «Робототехника», позволяющие выбирать правильное направление формирования инженерного мышления при изучении курса;

Список литературы

1. Вегнер К. А. Внедрение основ робототехники в современной школе // Вестник НовГУ. - №74. - 2013. - С. 17-19.

2. Skolkovo Robotics International Conference [сайт]. - URL: http://community.sk.ru/press/events/febfuary2013/robotics/ (дата обращения: 01.12.2016).

3. Пузырная Е.В. Пророкова А.А. Методические аспекты внедрения основ робототехники в образовательный процесс [сайт]. - URL: http://robo.detinso.ru/publications/105 (дата обращения: 01.12.2016).

Размещено на Allbest.ru