"Формирование инженерного мышления во внеурочное время"

Швецова А.А.

г. Богданович, МАОУ-СОШ № 2, учитель физики

ФОРМИРОВАНИЕ ИНЖЕНЕРНОГО МЫШЛЕНИЯ

ШКОЛЬНИКОВ В ПРОЦЕССЕ ПРОЕКТНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ВО ВНЕУРОЧНОЕ ВРЕМЯ

       В настоящее время созрела реальная необходимость в воспитании и обучении учащихся, которые в дальнейшем свяжут свою деятельность с промышленным производством. Указ губернатора Свердловской области от 6 октября 2014 г № 453-УГ «О комплексной программе «Уральская инженерная школа» нацелен на формирование осознанного выбора обучающимися индивидуальной траектории профессионального развития.

       Свердловская область относится к числу десяти основных регионов с высокой концентрацией производства. Обеспеченность предприятий промышленного комплекса достаточным количеством  высококвалифицированных инженерных кадров является залогом и непременным условием стабильного развития реального сектора в регионе.

                    Решить поставленные задачи перед школой призван предмет «физика».

Как учебный предмет он направлен на формирование у учащихся научной

картины мира.

                    В 7-9 классах, когда формируется интерес к предмету, необходимо

уделять особое внимание технологии критического мышления и инженерному мышлению. Эта технология нацелена на развитие способностей учащихся: ставить новые вопросы, вырабатывать разнообразные аргументы, принимать продуманные решения, которые используются для анализа вещей и событий с формулированием обоснованных выводов. А это те необходимые профессионально важные качества инженера, которые пригодятся в работе.

·        «Учёные изучают то, что уже есть, инженеры создают то, чего никогда не было »

         Инженерное мышление – особый вид мышления, формирующийся и

проявляющийся при решении инженерных задач, позволяющих быстро, точно и оригинально решать поставленные задачи, направленные на удовлетворение технических потребностей в знаниях, способах, приемах, с целью создания технических средств и организации технологий.

                     В целом, инженерное мышление можно представить в виде структуры

(рис. 1).

                                      Рис.1. Структура инженерного мышления

·        техническое мышление – умение анализировать устройство и принцип работы технических объектов;

·        конструктивное мышление – умение строить модели решения поставленной проблемы и задачи;

·        исследовательское мышление – определение новизны в задаче, умение сопоставить с известными классами задач, умение аргументировать свои действия, полученные результаты и делать выводы;

·        экономическое мышление – рефлексия качества процесса и результата деятельности.

В формирование инженерного мышления на уроках и во внеурочное время я использую проектные работы, экспериментально-исследовательские задания и изготовление приборов для проведения научных экспериментов.

Проектные работы  развивают умения рассматривать природные и технические явления с точки зрения физики – определять причину явления и его закономерность.

Проектное обучение, как доказывают учёные, и подтверждает практика, способствует:

·        развитию у обучающихся абстрактного мышления, определения своей собственной позиции, самооценки, критического мышления;

·        формированию интеллектуальных умений: аналитических, критических, коммуникативных и т.д.

    Результатом эффективности проектного обучения является активное участие учеников в НПК. Школьная НПК «Первые шаги в науку», которая проходит ежегодно, показывает, что ребята прорабатывают очень много материала, уделяя особое внимание на анализ, исследование и оформление полученных результатов. Проектные работы были представлены в различных формах - собственных продуктах: информационные буклеты, исследовательские работы, ЦОР и т.д. Особо хотелось подчеркнуть, что среди победителей и призёров в НПК есть воспитанники д/сада № 18: Старкова Алена, Шабалин Семён, Куликова Юля и многих других. Так же мои ученики принимают активное участие и в других конкурсах. Например: интернет – проект «Удивительный мир физики» организованный департаментом образования Ярославской области от центра телекоммуникации и информационных систем в образовании, интернет – проект «Эрудиты планеты», в международном турнире по интеллектуальному  марафону, тест – драйв от УрФУ, проекты от МАН, где тоже получали призовые места, но и не надо забывать и наши районные проекты «Открытия, изменившие мир», где ежегодно  на протяжении 5 лет мои  воспитанники занимают призовые места. 

     Учащиеся 7-11 классов принимают активное участие  в олимпиадах по физике различного уровня и имеют неплохие результаты и победы. Например: международная олимпиада «Зубрёнок», «Пятёрочка» от центра довузовской подготовки, «Инфоурок», «Юные интеллектуалы Среднего Урала» и т.д.

     Повышает интерес к техническим наукам познавательные экскурсии, которые  мы организуем с родителями и учениками. Например: музей «Космонавтики» в Москве, где дети могли зайти в спутник- носитель и посмотреть как живут и работают космонавты, музей «Экспериментариум» где можно было своими руками исследовать физические законы и явления, в музее истории «Трактора»  в г. Казани проследить развитие тяжёлой техники. Не менее важны  экскурсии и на производство: Челябинская кондитерская фабрика, типография, хлебозавод, Свердловская киностудия.

   Результат обучающихся напрямую зависит от профессионализма  педагога. Я, как и  многие учителя нашей школы, в течении 3^х лет тесно сотрудничаем с Общероссийской Малой академией  наук «ИНТЕЛЛЕКТ БУДУЩЕГО», участвуя в конкурсах для учителей, так же и в  курсах повышения квалификации по темам: «Проектирование работы образовательного учреждения с одаренными школьниками»,  «Особенности исследовательской деятельности учащихся старших классов»,  где обсуждались вопросы по «Инженерной школе».  

Одним из средств повышающих мотивацию обучающихся является и внеурочная деятельность. Об этом и говорит  Крылов Евгений Васильевич – доцент кафедры информационно-компьютерных дисциплин института атомной энергетики г. Обнинска о проблеме инженерного образования в школе:  «Надо развивать кружки, факультативы, курсы по выбору, предметные олимпиады – этого будет достаточно. Можно добавить профориентацию. Для развития способностей как к точным, так и гуманитарным наукам необходимо работать по принципу: учить по мере психологической готовности к восприятию….так же он говорит: - я вижу снижение способности к логическому мышлению:

·        Первая причина – уровень развития технических средств: телевизор, компьютерные технологии. Скажем, компьютер «отключает» мелкую моторику ребенка, являющуюся мощным средством развития, особенно в раннем детстве.

·        Еще одна причина – идеи раннего развития логических способностей. Всё надо делать вовремя: преждевременное развитие наносит непоправимый вред интеллекту! В детском саду надо заботиться о развитии моторики и воображения. Далее, в начальной школе, наступает время развития образного мышления. Логическое мышление – более позднее качество, и его надо тщательно готовить, развивая, прежде всего, воображение, а также дисциплину мышления. Это должно происходить, приблизительно, в 7-8-ом классе. Именно тогда наступает время математики, физики, информатики».

Я особое внимание уделяю проведению факультатива по физике, где мы с учениками занимаемся на базе кабинета физики, оснащённого необходимым мультимедийным оборудованием, лаборантской.

Результатом нашей деятельности является изготовление силами учеников и использование в дальнейшем на уроках физики самодельного экспериментального оборудования, ЦОР. Также в своей работе я использую систему знаний с постановкой и демонстрацией домашнего эксперимента. В ходе выполнения задания учащиеся изготавливает простейшие приборы, выполняют измерения, демонстрируют в классе получившиеся установки, объясняют происходящие физические процессы, отвечают на вопросы. Приветствуется и поощряется творческий подход и неординарное решение. Этот вид деятельности формирует у учащихся навыки практической деятельности, необходимый для ведения лабораторных и конструкторских работ. Важно отметить, что ученик должен видеть положительный результат своей работы. В этом и  заключается основная сложность по сравнению с виртуальными работами, компьютерными моделями. Если виртуальные компьютерные установки работают с первого раза, то реальные приборы и физические демонстрации, разработанные учащимися, как правило, требуют кропотливой настройки и работы.

    Ребята с желанием участвуют  во внеурочных  мероприятиях. Например:  я разработала и провела внеурочное мероприятие «Научный эксперимент своими руками» для учащихся 7-8 классов города и района. Ученики применили физические знания при решении незнакомых задач, предложили  гипотезы  для объяснения определённого круга физических явлений,  разработали  плана эксперимента. Элемент данного мероприятия я предлагаю сейчас выполнить вам:

Опыт « Ракета из воздушного шарика»

Для проведения опыта вам потребуются:

 - воздушный шарик

 - пластиковая трубочка

 - скотч

 - толстая нить

 План работы:

 1. Надуйте воздушный шарик. Придержите рукой отверстие, через которое вы его надували, чтобы шарик не сдулся.

 2. Попросите кого-нибудь вам помочь - продеть нитку через трубочку. Один конец нити пусть ваш помощник привяжет к какому-нибудь предмету, другой конец держит в руке.

 3. Скотчем прикрепите трубочку к шарику.

 4. Теперь отпустите шарик. Он как настоящая ракета полетит от одного конца нити к другому.

ВЫВОД: в  результате такой работы мои ученики приобретают и раскрывают ресурсы личности, а также формируют инженерное мышление обучающихся.

Китайская мудрость гласит:

Я услышал – и забыл,

Я увидел – и запомнил,

Я сделал – и понял!

Так будем продолжать творить, создавать и идти уверенным шагом навстречу техническому прогрессу.