В своей статье я хочу рассмотреть вопросы формирования инженерного мышления у детей дошкольного возраста, учащихся начальной и средней школы на основе метапредметности, исследовательской деятельности и познавательной потребности. Указаны основные причины возникновения дефицита инженерных кадров в нашей стране и особенности подготовки инженерных кадров на современном этапе развития. Представлена таксономия Блума для определения основных видов деятельности современного инженера, последовательность развития инженерного мышления детей, начиная с детского сада и заканчивая старшими классами общеобразовательной школы.
Ключевые слова: инженерное мышление, метапредметность, основное и дополнительное образование, цели и содержание образования, мониторинг уровня сформированности.
В связи с развитием инженерно-технической деятельности в общественной жизни резко возросла потребность в инженерных кадрах. Как показывают проведенные исследования, эрудиция и элементарная компетенция в технических сферах современных школьников значительно ниже, чем в 40–50 гг. прошлого столетия, так как тогда было много студентов, которые хотели получить инженерное образование. Это было связано с потребностью общества к восстановлению и развитию народного хозяйства. По истечению времени ситуация стала меняться в худшую сторону. Потребность к техническим специальностям резко упала, на первое место вышли профессии, никак не связанные с технической деятельностью, но развитие общества заставляет нас постепенно сделать шаг к изменению этой тенденции. Ни для кого не секрет, что большинство родителей негативно относятся к получению инженерного образования для своих детей. Необходимо создать программу возрождения инженерной профессии, основанной на метапредметных связях. Инженерная профессия будущего должна вобрать в себя все основные существующие особенности других профессий. Современный рабочий — не просто человек, выполняющий механические действия, а прежде всего думающий, мыслящий и способный анализировать свои действия для получения лучшего результата.
Инженерное мышление — способность поставить цели и задачи, определить методы решения, формы решения в реализации всевозможных технических задач в различных областях жизнедеятельности. Для оценки уровня исследовательских умений у учащихся, необходимо использовать таксономию Блума, которая позволяет своевременно определять диагностические цели и задачи по выявлению сформированности инженерно-технического мышления.
Пирамида по Блуму состоит из шести основных уровней, каждый из которых основывается на предыдущем. Основой пирамиды является знание, а вершиной пирамиды является умение к независимой оценке способностей. Перечислим все шесть уровней пирамиды Блума: знание, понимание, применение, анализ, синтез и оценка.
Знание: Умение помнить и использовать полученную информацию.
Понимание: Это прежде всего умение прочитывать инструкцию, выделять основные моменты, уметь интерпретировать содержание относительно выбранной модели.
Применение: Правильное использование полученных знаний для решения конкретных задач в обусловленных условиях с необходимостью грамотной обработки технической информации.
Анализировать: объекты и процессы, основываясь на технические составляющие структуры устройства, основанного на принципах действия технического объекта, технического проекта. Использование необходимой документации, технической конструкции в прототипах создаваемого объекта.
Синтезировать: Уметь, опираясь на полученные ранее данные создавать и генерировать новую техническую модель, умение создавать и варьировать свойствами и особенностями объектов нового назначения.
Оценивать: Грамотно и объективно определять оптимальность решения технической задачи для той или иной области применения. Самостоятельно уметь приводить аргументы для составления технологического решения. Использовать новые идеи для получения и анализа полученного результата.
Все перечисленные выше показатели должны создать необходимое полноценное представление о будущем инженере, отвечающему запросу общества. Позволит создать определенную базу для формирования необходимых знаний, умений и навыков обучающихся при создании необходимого задела в инженерном мышлении с учетом основных возрастных особенностей учащихся, степени их обученности с особенностями возрастных, психологических особенностей учеников.
Дошкольный возраст — определенный этап физиологического и психологического развития, включающий в себя развитие речи, эмоций, контроля поведения и создание мышления на основе социума. Исходя из выше сказанного, в дошкольном возрасте закладывается и начинает формироваться образное мышление. Формирование образного мышления происходит на фоне игр, общения через познавательные игры, исследования, конструирования и экспериментирования. Основным направлением формирования образного мышления происходит при изобразительной деятельности.
Для того, чтобы оценить есть ли предпосылки для прединжинерного мышления, целесообразно обратить внимание на желание ребенка экспериментировать и конструировать с разными моделями. Неотъемлемой частью оценки является наблюдение за способностями ребенка уметь из различных деталей конструктора используя умения, навыки и знания создавать различные модели или объекты с последующим объяснением созданного предмета.
У учеников начальной школы начинает осознанно формироваться инженерное мышление, основанное на соответствии требованиям ФГОС. Реализация этих принципов осуществляется прежде всего на метапредметной основе с использованием компетентного и системно-деятельностного подходов. Особо необходимо обратить внимание при обучении в начальной школе на проектно-исследовательскую деятельность с необходимостью оказания дозированной помощи со стороны учителей и родителей. Постановка целей и задач в проектно-исследовательской деятельности должна строго соответствовать умственным особенностям каждого ребенка быть четко мотивирована и выстроена траектория успеха для каждого ученика. В инженерных классах в начальной школе кардинально необходимо менять учебный план. Вторая половина должна быть полностью построена на выделении дополнительных часов на занятия математикой, LEGO-конструктора, 3D-моделированием и IT-технологиям. Основной деятельностью в начальной школе должна стать естественно-научная составляющая.
Начиная с пятого класса основной школы продолжается реализация программы ФГОС, которая плавно переходит во все классы основной школы. Нельзя забывать, что цели и задачи ФГОС в основной школе основываются на базовых понятиях ФГОС начальной школы.
Для реализации данной программы к участникам образовательного процесса (учителям и ученикам) должны предъявляться особые требования, а именно, учитель должен не просто понимать естественно-научное обучение, но и уметь донести данную информацию для каждого ученика с использованием различных методов обучения. В этом направлении учитель должен кардинально изменить свои методы и подходы к организации учебно-воспитательного процесса, опираясь на опыт учителей, которые ранее занимались данной проблемой. Нельзя забывать о том, что каждому учителю необходимо пройти курсы повышения квалификации по данной проблеме. К ученику тоже предъявляются определенные требования, а именно, ребенок должен постепенно формировать в себе навыки самостоятельной деятельности, необходимость получения нужной, справочной информации, через различные источники, умение понимать и анализировать получаемые знания в области техники, науки и производства. У ребенка должен начаться процесс формирования и закрепления интереса к проектно-исследовательской деятельности, как самостоятельная научная область получения знаний. Ребенок в это время должен пытаться уже самостоятельно ставить цели и задачи в данной деятельности.
При обучении в средней школе необходимо обратить особое внимание на практическую составляющую учебных занятий. Любая теоретическая модель желательно должна подкрепляться материальной моделью. Практика является основной составляющей проектно-исследовательской деятельности, участие в конкурсах, научных программах и конференциях, необходимо для изучения опыта других учащихся и трансляции своего опыта.
Каким же должен быть инженер для инновационной экономики? Прежде всего это человек, способный мыслить, творить и изобретать, опираясь на фундаментальные знания с использованием своего творческого потенциала и возможностью неординарного мышления. Это прежде всего специалист широкого профиля, умеющий использовать метапредметные знания в своей деятельности.
С одной стороны, для реализации этого необходимо обеспечение более углубленного преподавания базовых дисциплин, а с другой — междисциплинарных программ, что в комплексе позволит готовить специалистов широкого профиля, которые смогут грамотно использовать свои знания для решения смежных или комплексных производственных задач.
Инженер в современном мире — не только человек, создающий определенные материальные ценности, но это еще и менеджер и предприниматель. Умение правильно преподнести свою модель, создать ее математическое обоснование и практическое применение, вот основная потребность современных компаний.
Литература:
- Дума Е. А. и др. Уровни сформированности инженерного мышления // Успехи современного естествознания. 2013. № 10. С. 143–144
- Концепция Федеральной целевой программы развития образования на 2016–2020 годы. Утв. Распоряжением Правительства РФ от 29 дек. 2014 г. № 2765-р.
- Сазонова З. С., Чечеткина Н. В. Развитие инженерного мышления — основа повышения качества образования: учебное пособие / МАДИ (ГТУ). М., 2007.
- Синицын Е. С. Формирование инженерного мышления в школе // Развитие физико-математического мышления у учащихся и студентов. Новосибирск: НГХА, 2011.
- Сенашко В. С., Вострикова Н. А. О преемственности среднего и высшего математического образования // Образование, наука и экономика в вузах. Интеграция в международное образовательное пространство: мат-лы Междунар. конф. Плоцк (Польша), 2006.
