Публикация на тему "Развитие инженерного мышления школьников на уроках английского языка"

РАЗВИТИЕ ИНЖЕНЕРНОГО МЫШЛЕНИЯ ШКОЛЬНИКОВ НА УРОКАХ АНГЛИЙСКОГО ЯЗЫКА

В чем состоит важность инженерного мышления? Данный вид мышления поистине уникален, ведь многочисленные исторические фигуры, которые обладали инженерным мышлением, делали невероятные вещи, меняли мир вокруг себя в лучшую сторону и двигали прогресс. У всех нас на слуху фамилии: да Винчи, Порше, Королёв, Джобс. Все они - люди с инженерным мышлением.

Отличительная черта инженерного мышления, выделяющая его на фоне мышления “не инженерного”, это умение видеть структуру там, где её пока нет. 

Наша реальность целиком и полностью основана на структурах - от стихотворений из детских книжек до межпланетных космических аппаратов. 

Словно художник, который видит картину до её воплощения на холсте, выдающийся инженер способен представлять в своём воображении структуры и воплощать их в реальном мире.  Он видит всевозможные взаимосвязи между элементами в данной ему системе, а также условия, в которых они появляются и исчезают. Представляя структуры в своей голове, инженер должен иметь ясное понимание - имеет ли данная структура ценность в данной ситуации или нет? Развитию этого умения в большой степени способствует изучение иностранного языка, ведь любой язык является структурированной системой. Погружаясь в эту систему и осваивая её, человек использует предлагаемые ему структуры, учится творчески их осмыслять и создавать свои.

Как инженерное мышление связано с техническим прогрессом

В настоящее время технический прогресс глобально изменил жизни, приоритеты и мышление человечества. Еще в недалеком прошлом человечество мечтало о компьютерных технологиях, а сегодня они являются необходимым средством почти в каждой деятельности. И что особенно важно, процесс совершенствования и изменения технических средств продолжается.

Новые разработки дают не только новые возможности по изготовлению и усовершенствованию продукции, но и направляют нас на разработку нового процесса обучения. Это связано с тем, что выпускник учебного заведения должен быть компетентным в своей будущей области деятельности. А значит, процесс обучения должен охватывать изучение вновь изобретенных установок. Но здесь возникает вопрос, каким образом это сделать? Ведь технический прогресс настолько быстро идет вперед, что знания, полученные в процессе обучения, устаревают к моменту выхода в профессиональную деятельность.

Таким образом, необходимо обратить внимание на процесс организации процесса обучения, и в частности, на: направленность содержания обучения, которое должно включать в себя формирование инженерного мышления начиная со школы; структуру организации процесса обучения, в которой одним из основных методов обучения должна являться исследовательская деятельность.

Многие исследователи данного вопроса под понятием «современный инженер» понимают специалиста, который обладает высокой культурой, хорошо знает современную технику и технологию, экономику и организацию производства, умеет пользоваться инженерными методами при решении инженерных задач и в то же время обладает способностью изобретательства.

Основной задачей современного образования будущего инженера является не просто передача опыта и знаний в данной сфере деятельности, а подготовка компетентного специалиста, способного к саморазвитию и самореализации, умеющего решать нестандартные задачи, прогнозировать результат предстоящей деятельности и ориентированного на общечеловеческие ценности.

Критерии и сущность инженерного мышления

Инженерное мышление — это специфическая форма активного отражения морфологических и функциональных взаимосвязей предметных структур практики, направленная на удовлетворение технических потребностей в знаниях, способах, приемах, с целью создания технических средств и организации технологий.

Становление инженерного мышления непосредственно связано с решением профессиональных (технических, конструкторских) задач, то есть основывается на практических задачах. Фундаментом принимаемых инженером решений становится научный гуманизм, выражающий общечеловеческие интересы и признающий высшей ценностью человеческую жизнь. Такого рода переоценка ценностей побуждает мышление инженера на комплексное осуществление научно-технических программ, автоматизации научно-исследовательских работ, создание принципиально новых и социально безопасных технических систем и экологически чистых технологий. Проектирование сложных технических систем требует от инженера не только высокого уровня общетеоретической технической подготовки, тщательной системной проработки создаваемых проектов, но и высокого абстрактного мышления, позволяющего ориентироваться, понимать и учитывать широкие междисциплинарные связи, воспринимать их как норму при построении конкретной технической системы. Для осуществления инженерных проектов в соответствие с принципом ориентации на экономическую и социальную меру человека каждому проектировщику и конструктору необходимы глубокие гуманитарные знания.

Формирование инженерного мышления не возможно без формирования таких мышлений как техническое, научно-исследовательское, конструктивное и экономическое.

Проблемам развития технического мышления посвящен целый ряд фундаментальных, экспериментальных и прикладных психологических исследований (A. B. Антонов, Б. А. Душков, Е. А. Климов, Т. В. Кудрявцев, Б. Ф. Ломов, В. А. Моляко, В. В. Чебышева, M. JI. Шубас, А. Ф. Эсаулов, И. С. Якиманская и др.).

«Техническое мышле­ние» рассматривается в профессиональном аспекте как «оператив­ное мышление» человека, как особенности «конструкторского мышления». Основу технического мышления можно связать с некоторыми общими способностями человека в их выражении при решении технических задач, как-то: богатство понятий, спо­собность комбинировать, рассуждать, устанавливать логичес­кие связи, способности внимания и сосредоточенности, про­странственного преобразования объектов и др. Инженерное мышление специалиста XXI века представляет собой сложное системное образование, включающее в себя: ло­гическое, образно-интуитивное, практическое, научное, эстети­ческое, экономическое, экологическое, эргономическое, управ­ленческое и коммуникативное, творческое мышление.

Характеристики (качества) технического мышления — гибкость, оперативность, комплексность, системность, интегративность, дивергентность, рациональность, критичность — показатели, которые предполагается отслеживать на качественном уровне по типу фиксируется — не фиксируется при решении конкретных учебных задач. Чем сложнее решаемая обучаемыми задача, тем более сложные характеристики мышления формируются и развиваются с ее помощью.

Техническое мышление обладает высокой степенью полезности для общества, поскольку способствует укреплению логического аппарата и препятствует «растерянности» сознания современного технического специалиста.

Слово «конструктивное» исходит от слова «конструктив», а оно, в свою очередь, от слова «конструкция». Конструкция обозначает «стройка» или «строение». Конструктивное мышление обозначает стройное, выстроенное мышление.

Конструктивное мышление — это мышление, направленное на решение конкретной проблемы, определение параметров устойчивости её решения, на создание реальных предметов и явлений путем изменения окружающей действительности.

Конструктивное мышление проявляется в приобретенной компетентности решать теоретические и практические задачи. Человек с развитым конструктивным мышлением способен предпринимать конкретные конструктивные действия, рассчитанные либо изменить ситуацию нужным образом, чтобы решить возникшую проблему, либо в имеющейся ситуации найти положительное применение для нейтрализации проблемы.

Говоря словами А. Эйнштейна, «это гамма пропорций, мешающих делать плохо и помогающая делать хорошо».

Новые экономические условия требуют от инженера умения быстро реагировать на запросы государства, принимать нестандартные решения и удовлетворять собственные образовательные потребности, предвидеть последствия своей профессиональной деятельности.

Экономическое мышление, являясь одной из важных характеристик субъектов производственных отношений, хозяйственных связей, представляет собой процесс познания человеком, социальной группой, обществом в целом экономической действительности, сложившихся экономических отношений, осознания своего места в них, освоения норм рационального хозяйствования и поведения, прогнозирования хозяйственных событий, выработку соответствующих образов целесообразной деятельности. Осмысление экономической действительности создает основу для осознанного и активного участия субъектов в экономическом процессе, принятии решений.

Экономическое мышление — форма проявления экономического сознания в конкретной общественной ситуации; процесс анализа, оценки экономической ситуации и принятие экономических решений; экономическое мышление — процесс приобретения и выражения взглядов, представлений, способов подхода к оценке явлений и к принятию решений, которыми люди непосредственно руководствуются в своей хозяйственной деятельности.

Обратим внимание на распространенное в научной литературе понимание инженерного мышления. В общем понимании инженерное мышление это системное творческое техническое мышление, позволяющее видеть проблему целиком с разных сторон, видеть связи между ее частями.

Таким образом, получаем, что понятие «инженерное мышление» охватывает мыслительный процесс, приводящий к получению решения инженерных задач, созданию необычных и оригинальных идей, обобщений, теорий.

Анализируя различные видения и мнения, представляется логичным выделить следующее определение инженерного мышления: под инженерным мышлением понимается особый вид мышления, формирующийся и проявляющийся при решении инженерных задач, позволяющих быстро, точно и оригинально решать как ординарные, так и неординарные задачи в определенной предметной области, направленные на удовлетворение технических потребностей в знаниях, способах, приемах, с целью создания технических средств и организации технологий.

Инженерное мышление представляет собой синтез разных видов мышления, которые между собой неразрывно связаны и в зависимости от ситуации доминируют его разные виды.

С учетом особенностей мыслительного процесса в юношеском периоде можно выделить следующие критерии инженерного мышления:

Когнитивный критерий — адекватное распознание ситуации, прогнозирование хода исследовательской деятельности, умение выделить исследовательскую задачу, самостоятельность и гибкость мышления, устранение «ложного видения» ситуации, избегание преждевременных выводов и оценок, осмысление конструктивных способов проведения исследовательской деятельности, умение обнаружить надситуативную проблему, избавление от собственных иррациональных идей.

Нравственно-эмоциональный критерий — наличие мотивации осуществления научно-исследовательской деятельности, осознание значимости как проведения научно-исследовательской деятельности, так личного вклада, чувство ответственности за осуществление научно-исследовательской деятельности.

Рефлексивный критерий — целеполагание, самонаблюдение, самоанализ, саморазмышление, умение конструктивно перерабатывать собственный опыт, устанавливать и регулировать адекватные требования к себе на основе соотнесения предъявляемых извне требований.

Организационно-волевой критерий — целеустремленность, настойчивость, саморегуляция, умение контролировать деятельность.

Приведём пример развития инженерного мышления на уроке английского языка в 10-м классе при изучении   темы из раздела Photosynthesis из Модуля 4 учебника Spotlight: Earth Alert. Прежде всего, стоит отметить важность изучения тем данного модуля для формирования мировоззрения будущих инженеров: снова и снова внимание учащихся концентрируется на мысли о необходимости бережного отношения к природе, понимании законов функционирования экосистем нашей планеты, формировании активной гражданской позиции и желания внести свой вклад в сохранение жизни на Земле.

После введения лексики по теме и выполнения тренировочных упражнений на её закрепление и чтения текста можно предложить учащимся составить MindMap по теме «Как происходит фотосинтез» и в качестве домашнего задания попросить учащихся подготовить небольшой рассказ о фотосинтезе с опорой на свою MindMap. Также можно предложить учащимся так называемый «Большой вопрос» для дискуссии: Why is photosynthesis important for us and what can we do to protect plants?  В качестве образца MindMap учитель может представить учащимся следующие схемы:

Также можно предложить учащимся самостоятельно объяснить уравнение химической реакции, протекающей при фотосинтезе, которое приводится в тексте учебника:    

 

CO2 + 2H2O               (CH2O) + O2 + H2O

Таким образом, выполняя данные задания, а также подобные им, на уроках английского языка школьники не только овладевают иностранным языком, но также учатся находить нужную информацию,  анализировать, сравнивать, обобщать, проектировать, логически мыслить. Развиваются их способности самостоятельной работы, ответственность, творческий подход к решению поставленных задач, то есть у них развивается инженерное мышление.

Список литературы

 1. Баймуханова Т.Ч. Исследовательская и проектная деятельность школьников [Электронный ресурс] / Т.Ч. Баймуханова // Педагогика: традиции и инновации: материалы VI Междунар. науч. конф. (г. Челябинск, февраль 2015 г.). – Челябинск: Два комсомольца, 2015. – С. 112-115. – URL https://moluch.ru/conf/ped/archive/147/7313

2. Баруткина А.А. Формирование УУД в исследовательской деятельности [Электронный ресурс] / А.А. Баруткина. – URL: https://nsportal.ru/nachalnayashkola/raznoe/2013/02/11/formirovanie-uud-v-issledovatelskoy-deyatelnosti

3. Латухина К. Непростой инженер [Электронный ресурс] / К. Латухина // Российская газета. – 2014. – Федеральный выпуск № 138(6410). – URL: https://rg.ru/2014/06/23/kadrisite.html

4. Big Sience. Student book [Электронный ресурс] / Магеллан: Магазин иностранной книги/ – URL: https://www.magellanbooks.ru/catalog/uchebniki_umk/big_science_kurs   Вестник научного общества студентов, аспирантов и молодых ученых. 2019. №1 95

5. Материалы для учителей [Электронный ресурc] // Всероссийская «Неделя науки в школах» / British council; Минобрнауки России. – URL: https://www.britishcouncil.ru

6. Старовойтова И. Преподавание английского языка в профильной (инженерной) школе [Электронный ресурс] / И. Старовойтова. – URL: https://www.englishteachers.ru/forum/ index.php?app=blog&module=blogs&controller=entry&id=337