IX Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2017

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, наглядно-образное 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 техники, 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. 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).

Код для цитирования: Скопировать