Формирование инженерных компетенций младших школьников на уроках окружающего мира

ФОРМИРОВАНИЕ ИНЖЕНЕРНЫХ КОМПЕТЕНЦИЙ МЛАДШИХ ШКОЛЬНИКОВ НА УРОКАХ ОКРУЖАЮЩЕГО МИРА

     Социальные требования современного общества к выпускникам школы изменились.  Возник дефицит инженерных кадров, появилась необходимость в воспитании и обучении учащихся, которые в дальнейшем сделают выбор своей профессии, связанный с промышленным производством.

Для реализации данной задачи необходимо формировать у учащихся инженерное мышление, способность поставить цели и задачи, определить методы решения, формы решения в реализации всевозможных технических задач в различных областях жизнедеятельности.

Современный инженер — это человек, который живет настоящим, учитывает прошлое и предвидит будущее. Готовить таких специалистов нужного уже с дошкольного возраста и активно развивать в начальной и старшей школе.

  Инженерное мышление включает в себя различные виды мышления, одно из которых исследовательское мышление. Окружающий мир, как учебный предмет, обладает большими возможностями для создания условий в формировании учебно-исследовательских и проектных компетенций. Уроки окружающего мира предполагают опыты, наблюдения за объектами окружающего мира, работу с дополнительными источниками информации.

   Виды учебных исследований, проводимых в начальных классах:

1)    по количеству учащихся: индивидуальные, групповые, коллективные

2)    по месту проведения: урочные, внеурочные

3)    по времени: кратковременные, долговременные

4)    по теме: предметные, свободные

 Исследовательская деятельность в начальной школе способствует развитию инженерного мышления у младших школьников и таких показателей мыслительной деятельности как умение:

1.     классифицировать

2.     обобщать

3.     отбирать все возможные варианты решения

4.     составлять план действия

5.     проводить самоконтроль

           Начинать работу по формированию исследовательской и проектной компетенции целесообразно уже с первого класса. Это могут быть уроки-исследования, проблемное, эвристическое обучение прибегая при этом к частично-поисковому методу, организуя и направляя деятельность учащихся. Так, при изучении темы «Насекомые. Их разнообразие» по окружающему миру УМК «Гармония» провожу вот такую исследовательскую работу.

Исследовательская работа

Цель: создать условия для самостоятельного поиска признаков насекомых.

1) Определение признаков насекомых.

– Посмотрите внимательно на доску и назовите животных, которые на нём изображены. (Пчела, стрекоза, муравей.) 

– Какие одинаковые части есть у всех этих животных? (Признаки рассматриваются по мере определения их детьми. По мере определения признаков на доску выставляются таблички с надписью признака.)
– Значит, насекомые – это те животные, которые имеют крылья, усики, три части тела, 6 ног. Только ли насекомые имеют такие признаки. Давайте проверим наши предположения – гипотезы. Нам нужно выделить самый главный признак, по которому можно определить насекомое.

2) Исследование первой гипотезы: «Насекомые – это те, кто имеют крылья».

«Крылья»

– Как вы думаете, зачем насекомым крылья?
Крылья насекомые используют в основном для полёта. У большинства насекомых по четыре крыла, но некоторые отряды имеют лишь пару крыльев (комары, мухи). 
Всем известно, что многие насекомые могут издавать звуки: одни жужжат, другие скрипят, свистят и даже поют...Очень многие насекомые умеют "разговаривать" крыльями, вибрируя ими с разной частотой.

– Но только ли у насекомых есть крылья?
– Значит, данный признак нельзя считать главным.

3) Исследование второй гипотезы: «Насекомые – это те, кто имеют усики».

«Усики»

– Ваши предположения, зачем насекомым усики?
Усики у насекомого – это органы чувств, которыми оно воспринимает запахи и различает вкус. Чем усики длиннее, тем они чувствительнее. Некоторые насекомые ощупывают усиками, как мы пальцами, окружающие предметы.
– Только ли у насекомых есть усики?
– Значит, и этот признак нельзя считать главным.

4) Исследование третьей гипотезы: «Насекомые – это те, чьё тело состоит из трёх частей: головы, груди и брюшка».

«Тело состоит из частей: голова, грудь, брюшко».

– Но только ли у насекомых тело разделено на такие части? У ракообразных и паукообразных голова и грудь соединены между собой, есть и брюшко.

5) Исследование четвёртой гипотезы: «Насекомые – это те, кто имеют три пары ног».

«6 ног»

– У разных видов насекомых лапки служат для различных целей. Например:
– у пчелы на передних конечностях имеются специальные корзиночки, в которые они складывают пыльцу;
– водяной жук имеет на своих задних ногах некое подобие вёсел, на них отросли специальные волоски, которыми насекомое совершает гребные движения;
– богомолы используют передние лапки для охоты, зажимая ими свою жертву;
– кузнечики и блохи совершают мощные прыжки, спасаясь от врага.

Во 2 классе организую коллективные исследования по определенному плану по различным темам. Одним из таких исследований было наблюдение за выращивание лука в домашних условиях.

Гипотеза:  предположим, что для более благоприятного выращивания лука, для хорошего урожая, необходим свет, тепло и влага. А если не будут соблюдены все условия, то лук, будет плохо расти или совсем не вырастет.

   Решили определить необходимые условия и способы выращивания лука на перо и провести наблюдения за ростом зеленого лука при различных условиях.

      В ходе работы  использовали такие методы исследование как:

- наблюдение;

- описание.

  Для наблюдения  взяли 4 луковицы. Вид лука самый распространённый – репчатый. Три луковицы поместили в стаканчики с водой, а четвертую – в пустой стаканчик. Все образцы пронумеровали и расставили в разные места:

Образец № 1- луковицу поставили на подоконник.

Образец № 2- луковицу поставили в тёмное место (в шкаф).

Образец № 3- луковицу поставили возле горячей батареи.

Образец № 4- луковицу поставили на подоконник, как и образец №1.

Для удобства наблюдения и сравнения  заполняли таблицу. В результате наблюдения было выявлено:

Образец № 1 - на подоконнике.

   Для этого образца были созданы все условия для роста – свет, тепло и влага (вода в стакане). На первый день после посадки у луковицы появились корешки и росток зеленого цвета длиной 1 см.  Каждый день  измеряли длину пера лука. К концу эксперимента лук вырос до 30 см, перья имели зеленый цвет и были пригодны для еды. Вывод: для этого образца были соблюдены все условия, в результате лук вырос вкусный и полезный.

Образец № 2-  луковицу поставила в тёмное место – в шкаф. В первый день после посадки появились маленькие беленькие корешки.  Росток появился на 2 день, но тоже очень маленький. За сутки вырастал очень медленно по сравнению с образцом №1, на 0,5 – 1 см, перья имели бледный желтый цвет. К концу эксперимента вырос только на 6 см, что на 14см меньше, чем образец №1. Для еды не пригоден.

 Вывод: для выращивания лука на перо необходим свет.

 Образец № 3- луковицу поставила возле горячей батареи.  У этого образца был свет, влага и излишнее тепло. В результате вода в стаканчике все время была теплой. На 6-ой день появился неприятный запах. Он усиливался с каждым днем, и уже на десятый день он был очень сильным. Но цвет пера бледно-зеленый. Луковица стала очень мягкой, запах усилился, луковица сгнила. Вывод: для выращивания лука на перо необходимо умеренное тепло (комнатной температуры), излишняя жара только вредит луковице

 Образец № 4– луковицу поставила на подоконник, как и образец №1, но без воды.

   Эта луковица получала свет, тепло, но была лишена влаги. За время эксперимента лишь на десятый день появились еле заметные корешки, а зелень так и не появилась.

Вывод: это говорит о том, что для выращивания лука на перо необходима влага.

      Вывод: самые комфортные условия были у образца №1, где были соблюдены все условия – светлое, теплое место и влага. Лучше всего выращивать лук на перо в помещение на подоконнике.

   Таким образом,  гипотеза подтвердилась. Для более благоприятного выращивания лука, для хорошего урожая, необходим свет, тепло и влага, а  если не будут соблюдены все условия, то лук, будет плохо расти или вовсе не вырастет.

      В 3 и 4 классах организуется уже работа по организации долговременного исследования с применением имеющихся знаний и умений. Ученики проводят опросы, анкетирования. Одним из таких долговременным исследованием был проект «Что будет, если мусор закопать»

Цель: выявить уровень разложения отходов.

 Оборудование:  предметы для исследования  (кора дерева, стеклянный пузырек, кусочек ткани, металлическая скрепка, кусочек от пластиковой бутылки, картон, огрызок от яблока.

    Мы с ребятами нашли место на территории лицея и закопали в землю все предложенные предметы. Ребята сделали предположения, какой предмет перегниет в земле быстрее всего, провели опрос в классе. Через 4 месяца выкопали все предметы. Дети увидели, что стекло пролежало в земле и ничего не изменилось и кусок пластика тоже сохранились, ткань и кора размягчились и рассыпались в руках, скрепка покрылась ржавчиной, а яблочный огрызок не обнаружили, а только запах гнили.

 Мы сформулировали правило: после отдыха на природе пищевой мусор и бумагу можно закопать, а всё остальное следует собрать и выбросить в специальный контейнер.

Вывод: - В процессе нашего исследования мы с детьми узнали, какие предметы разлагаются в земле, а какие лежат в земле долгое время без изменений, нанося тем самым вред природе. Давайте постараемся беречь природу, не засорять все вокруг и тогда природа будет нас только радовать.

 В заключении хочу сказать, что ученики моего класса – активные участники ежегодной научно-практической конференции «Исследования юных эрудитов», которая проходит в нашем лицее. Начиная с 1 класса, дети готовят свои проекты и исследовательские работы как на школьные, районные, городские так и на региональные конференции, занимая призовые места.

     Таким образом, мы можем сделать вывод, что формирование у детей младшего школьного возраста научно-исследовательских компетенций является пропедевтикой инженерного мышления на уроках и во внеурочное время.