Выступление на тему "Моделирование как средство развития инженерного мышления"

Моделирование как средство развития инженерного мышления.

Салихова Ф. Т., учитель математики МБОУ «Лицей №159» г. Казани

В условиях перехода общеобразовательных учреждений России на ФГОС к педагогическим коллективам пришло глубокое понимание высокой миссии школы, которая заключается в создании условий для достижения нового качества общего образования, новых образовательных результатов, адекватных современным и прогнозируемым запросам личности, общества и государства.  Развивающаяся экономика России столкнулась в настоящее время с проблемой, о которой говорят и политики, и работники высшей школы, и экономисты.

Мы имеем в виду острую потребность в инженерных кадрах. Данная проблема возникла не сейчас, она обусловлена рядом причин, и, пожалуй, решение ее будет достаточно сложным и затратным, поскольку подготовка инженера – задача непростая и дорогостоящая. Инженерная школа России славится своими традициями и считается одной из сильнейших в мире.

«Сегодня лидерами глобального развития становятся те страны, которые способны создавать прорывные технологии и на их основе формировать собственную мощную производственную базу, - отметил Президент РФ. - Качество инженерных кадров становится одним из ключевых факторов конкурентоспособности государства и, что принципиально важно, основой для его технологической, экономической независимости». «Наша страна всегда славилась своими инженерами», - напомнил В.В. Путин. Эта профессия пользовалась неизменным уважением и до революции, и после - несмотря на все шутки о том, сколько получали инженеры и как они жили.

«Всегда в обществе отношение к людям инженерной профессии было очень серьезным и уважительным».

Задача инженерного образования – обеспечить экономику конкурентоспособными специалистами владеющими передовыми технологиями, способными самостоятельно решать поставленные перед ними задачи, включившись в производственный процесс непосредственно после завершения обучения.

Современное общество все больше зависит от технологий и именно поэтому все более пристальное внимание уделяется такой области нашего интеллекта, как инженерное мышление. Что же такое инженерное мышление? Мы нашли определение в учебнике по истории и философии науки и техники под редакцией Г. И. Малых и В. Е. Осипова: «Инженерное мышление – это вид познавательной деятельности, направленной на исследование, создание и эксплуатацию новой высокопроизводительной и надежной техники, прогрессивной технологии, автоматизации и механизации производства, повышения качества продукции».

Компоненты инженерного мышления

·       техническое мышление, отвечающее за способность проводить изучение состава и структуры технических устройств, а также анализировать принцип их работы;

·       исследовательское мышление представляет собой совокупность способностей по формированию новых целей на основе уже полученного опыта в практической деятельности, умения работать с технической документацией при решении задач, а также обосновать принятые решения;

·       конструктивное мышление характеризуется четким построением определенной модели решения задачи или возникающей проблемы, когда необходима интеграция теоретических и практических знаний из разных предметных областей;

·        экономическое  мышление  включает  рефлексию  качества процесса и результата деятельности с позиций требований совместного рынка труда.

Формула инженерного мышления такова: знания, умения, опыт плюс способность к самостоятельной деятельности, находчивость, изобретательность, творческий подход, ответственность, умение анализировать, прогнозировать.

 Зачатки инженерного мышления необходимы ребенку уже с малых лет, так как с самого раннего детства он находится в окружении техники, электроники и даже роботов. Данный тип мышления необходим, как для изучения и эксплуатации техники, так и для «погружения» ребенка в технический мир. Уже в дошкольном возрасте ребенок должен получать представление о методах моделирования, проектирования, схематизации, которые в наглядной и доступной для ребенка форме воспроизводят скрытые свойства и связи того или иного объекта.

Моделирование – замена оригинала его моделью, исследование объектов познания на моделях; построение и изучение моделей реально существующих объектов, процессов или явлений с целью получения объяснений этих явлений, а также для предсказания явлений, интересующих исследователя.

 Цель моделирования - обеспечить успешное освоение детьми знаний об особенностях объектов, процессов или явлений, их структуре, связях и отношениях, существующих между ними. Наглядное моделирование стимулирует развитие исследовательских способностей детей, привлекает их внимание к признакам предмета, помогает определять способы сенсорного обследования предмета и закреплять результаты обследования в наглядном виде. В процессе моделирования ребенок учится добывать информацию, проводить исследование, делать сравнения, составлять четкий внутренний план умственных действий, речевого высказывания; формулировать и высказывать суждения, делать умозаключения. Метод моделирования эффективен потому, что позволяет педагогу удерживать познавательный интерес школьников. Именно познавательный интерес детей способствует активной мыслительной деятельности, длительной и устойчивой сосредоточенности внимания.

С помощью методов моделирования школьникам предоставляется возможность активно и эффективно развивать свои творческие способности, самостоятельно и мотивированно создавать собственные образовательные продукты.

От теории к практике (из опыта работы)

Инженерная деятельность является наиболее востребованной в современном мире. Для продуктивной деятельности инженер должен обладать творческими способностями, развивать которые необходимо с детства.  Одним из средств достижения цели я считаю проведение   школьной НПК  с защитой проектов для учащихся 5-11 классов

В этом году были предложены такие интересные работы, как

Невозможные фигуры (Ступени Пенроуза, или по-другому — «вечная лестница»),   Иллюзия Рейтерсварда,   

(Рассматривание изображений так называемых «невозможных» фигур заставляет любознательного человека напрягать свое пространственное мышление, чтобы понять, как можно эту фигуру изготовить. Учащиеся 10 класса выполнили ортогональные чертежи нескольких «невозможных» фигур и их модели из бумаги.)

 

 «Невозможная» или «бесконечная» лестница появилась в середине XX века благодаря шведскому художнику Оскару Реутерсварду. Совместным творчеством школьников стали две модели «невозможной» лестницы из бумаги и пластилина.

        

В своей работе использую

1.     Игра «Танграм» 7 классы

2.     Парад многогранников

                               

3.     При подготовке к ГИА (образовательный проект «Служба 05»)

В содержании программы появилась  третья ступень   «В бесконечном  пространстве» - стереометрическая задача №14;

Как нам известно, ученика привлекает новизна!

Накопленный материал в виде карточек, дидактических заданий, раздаточного материала и т. д. решила объединить в одно целое: «Математический кейс». В нём собраны развивающие дидактические игры, картинки, карточки для разных разделов математики: количество и счет, величина и ее измерение, чтение графиков,  геометрические фигуры, ориентировка в пространстве, ориентировка во времени.

Мне пришла такая мысль, а что если попробуем использовать в своей работе знания по информатике.  Да, именно те программы  моделирования  и  в кейс они легко поместятся

-       Развитие пространственного мышления, знания свойств плоских и пространственных геометрических фигур, алгоритмов решения различных позиционных и метрических задач – все это необходимо для создания различных технических форм, получения традиционных чертежей в системах трехмерного компьютерного моделирования.

-       В качестве  объектов изображения выступают нередко не отдельные предметы, а их наиболее общие (конструктивные, функциональные) свойства, объединяющие предметы разного класса и назначения (например, сборочные чертежи, рабочие чертежи деталей). В ходе решения задач, требующих оперирования пространственными отношениями, необходимо произвольно изменять систему отсчета: отвлекаться от одной и переходить на другую, заданную условиями задачи или выбранную самостоятельно.