Школьники покажут свое инженерное мышление — студенческий портал

В статье представлен краткий анализ источников экономического роста производства. В этой связи автор определяет некоторые характеристики качества школьного образования.

В статье подробно рассматривается понятие «инженерного мышления», обосновывается его необходимость для современного общества. На примере дополнительной общеобразовательной общеразвивающей программы «Разработка web-сайтов и компьютерная графика», реализуемой в ГБОУ «ДДЮТ» г. Архангельска, автор показывает, как формируется инженерное мышление у школьников в возрасте от 12 до 18 лет.

alt

Узнай стоимость своей работы

Бесплатная оценка заказа!

Оценим за полчаса!

Данная статья посвящена профессионально-ориентационному тестированию. В сложных современных условиях развития России особо возрастает роль инженерного образования.

Важно найти способных, от природы одарённых абитуриентов, а впоследствии – студентов, обладающих инженерным мышлением и ярко выраженными техническими способностями.

Профессионально-ориентированное тестирование будущих инженеров способно выявить талантливых, нестандартно мыслящих и технически одарённых молодых людей, не боящихся отстаивать свою точку зрения. Это даст педагогам и родителям возможность дальнейшего развития их таланта с помощью индивидуальных образовательных программ.

Исследователи представленной работы отмечают, что проблема нехватки квалифицированных инженерных кадров в последние годы является остроактуальной для многих регионов нашей страны. В данной статье авторами рассматривается вопрос инженерного мышления.

Школьники покажут свое инженерное мышление - Студенческий портал Школьники покажут свое инженерное мышление - Студенческий портал Школьники покажут свое инженерное мышление - Студенческий портал Школьники покажут свое инженерное мышление - Студенческий портал Copyright © 2013-2020 Центр научного сотрудничества «Интерактив плюс»

Источник: https://interactive-plus.ru/keyword/20297/articles

"Формирование инженерного мышления во внеурочное время"

Швецова А.А.

alt

Узнай стоимость своей работы

Бесплатная оценка заказа!
Читайте также:  Создать стартап и защитить диплом - студенческий портал

Оценим за полчаса!
  • 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.

  1. Решить поставленные задачи перед школой призван предмет «физика».
  2. Как учебный предмет он направлен на формирование у учащихся научной
  3. картины мира.
  4. 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).

Школьники покажут свое инженерное мышление - Студенческий портал

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.
  1. В формирование инженерного мышления на уроках и во внеурочное время я использую проектные работы, экспериментально-исследовательские задания и изготовление приборов для проведения научных экспериментов.
  2. Проектные работы развивают умения рассматривать природные и технические явления с точки зрения физики – определять причину явления и его закономерность.
  3. 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 3х 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.

Школьники покажут свое инженерное мышление - Студенческий портал

  1. ВЫВОД: в результате такой работы мои ученики приобретают и раскрывают ресурсы личности, а также формируют инженерное мышление обучающихся.
  2. Китайская мудрость гласит:
  3. Я услышал – и забыл,
  4. Я увидел – и запомнил,
  5. Я сделал – и понял!
  6. Так будем продолжать творить, создавать и идти уверенным шагом навстречу техническому прогрессу.

Источник: https://infourok.ru/formirovanie-inzhenernogo-mishleniya-vo-vneurochnoe-vremya-1192801.html

Инженеры будущего? Они уже здесь!

Будущее ближе, чем мы думаем. Инновационные инженерные разработки, прорывные решения и уникальные проекты. Действующие модели, разработанные учениками московских школ. Это открытая научно-практическая конференция для школьников «Инженеры будущего».

Читайте также:  Планы на неделю с 3 по 9 апреля - студенческий портал

«Эти два дня в середине апреля 2018 года собрали в Национальном исследовательском технологическом университете МИСиС тысячи школьников для того, чтобы дать им возможность представить свои инженерные проекты, — поделился с журналом «Школа.

Москва» проректор по учебной работе НИТУ МИСиС Вадим Петров, — а десятки ведущих университетов Москвы продемонстрировали технологии, с которыми они работают с молодым поколением, чтобы привлечь в инженерную науку наиболее способную и талантливую молодежь.

Очень важно, что в школах и университетах создается вся инфраструктура, необходимая для поиска талантливых ребят, которые в будущем, конечно, составят костяк студенческого сообщества наших университетов».

Школа — вуз — будущий работодатель — эта логичная связка доказывает свою эффективность в рамках городского проекта «Инженерный класс в московской школе».

На конференции «Инженеры будущего» не только преподаватели вузов приглядываются к своим потенциальным абитуриентам: представители производственных компаний также ищут здесь талантливых сотрудников.

По мнению Юлии Вондрачек, руководителя направления по обучению развития персонала объединенной металлургической компании, эта конференция — знаковое событие для педагогов, школьников, да и для всей высшей школы. «Это мероприятие показывает вовлеченность в инженерный процесс уже со школьной скамьи. Конференция объединила более двух тысяч учеников из 92 школ, которые выбрали инженерный путь. Определиться уже сегодня со своим направлением — гарантия того, что ребята более осознанно подойдут и к следующей ступени развития — к выбору вуза и специализации», — уверена Юлия.

Школьники покажут свое инженерное мышление - Студенческий портал

«Практикум криптоанализа простейших шифров», «Нанотехнологии и композиты», «Методы обработки изотерм абсорбции», «Интернет вещей и кибернетические системы — технологии цифровой экономики будущего», «Аддитивные технологии в образовательной среде» и «Создание цифровых прототипов».

Это названия только некоторых тематических секций конференции и мастер-классов ведущих университетов столицы. Огромен интерес посетителей к стендовой защите практико-ориентированных проектов школьников — учащихся инженерных классов Москвы.

Десятиклассник Матвей представил на конференции свой проект «Судно на воздушной подушке». «Работает за счет нагнетания давления под днище судна.

Может перемещаться как по твердой поверхности, так и по воде, кроме того, он энергоэффективный и ­экологичный­ — это его главное отличие от подобных моделей», — пояснил журналу «Школа. Москва» Матвей.
Даниил, ученик 11 класса, рассказал о проекте робота для патрулирования сейсмически опасных районов и зданий.

По словам Даниила, робот может быть успешно использован как Росспасом, так и службами МЧС. «Его особенность в том, что он имеет две централизованные вычислительные мощности и два микроконтроллера на борту. Кроме того, у робота в наличии двухсегментный манипулятор и есть возможность поднимать различные предметы», — добавил Даниил.

«Мехатронная система выбраковки деталей» — проект десятиклассников Сергея и Егора. Уникальность установки в том, что сортировка производимых деталей по геометрическим параметрам и высокая точность их сортировки — до двух микрон — достигается с помощью электроконтактного датчика. Внедрить такую установку в оборонную промышленность России можно хоть сегодня, уверены школьники.

Источник: https://school.msk.ru/inzhenery-budushhego-oni-uzhe-zdes-2/

Электронный научный журнал Современные проблемы науки и образования ISSN 2070-7428 "Перечень" ВАК ИФ РИНЦ = 0,813

1
Ребро И.В. 1

Мустафина Д.А. 1

Рахманкулова Г.А. 1

Абрамова О.Ф. 1

Перевалова Е.А. 1

Матвеева Т.А. 1

Соколова Н.А.

1
1 Волжский политехнический институт (филиал) Волгоградского государственного технического университета
В статье анализируется актуальность формирования инженерного мышления на этапе подготовки к обучению в вузе, а также представлен обзор мероприятий, содержащих компоненты инженерного становления личности, проводимые высшим учебным заведением для учащихся средних и профессиональных образовательных учреждений. В исследовании использованы результаты, полученные после проведения следующих мероприятий: конференция исследовательских работ учащихся общеобразовательных учреждений Волгоградской области «Химия и жизнь»; дистанционная олимпиада творческого мышления «Роботландия» среди школьников 7-11 классов по предметам; областное научное многоборье творческих проектов «Будущий инженер» для 7-11 классов, проводимое в виде интеллектуального соревнования творческих проектов; межрегиональный конкурс 3D-технологий «3D LIFE» для школьников и студентов в очной и заочной формах. Основной целью организации представленных мероприятий является развитие инженерных способностей и поисково-исследовательских навыков как основы инженерного образования. Проводимые мероприятия направлены решать задачи, лежащие в основе формирования компетентного специалиста: воспитание интереса к инженерному делу, улучшение качества школьного и среднего профессионального образования, мотивирование на более глубокое изучение отдельных предметов. Предложенная авторами организация творческо-исследовательской деятельности учащихся средней школы позволяет формировать инженерное мышление еще на стадии выбора личной профессиональной ориентации не только за счет проявлений самостоятельности, творчества, направленности на достижение поставленной цели.

профессионально ориентированные мероприятия.
1. Рахманкулова Г.А., Кузьмин С.Ю., Мустафина Д.А., Ребро И.В. Формирование инженерного мышления студентов через исследовательскую деятельность: монография. Издательские решения [По лицензии Ridero]. 2015. 113 с.
2. Донцова Т.В., Арнаутов А.Д. Формирование инженерного мышления в процессе проектной деятельности // Инженерное образование. 2014. № 16. С. 70-75.
3. Чони Ю.И. Инженерный стиль мышления и педагогические приемы его формирования в процессе обучения в техническом вузе // Вестник Казанского технологического университета. 2013. № 2. С. 256-259.
4. Бутенко В.И., Дуров Д.С., Шаповалов Р.Г. Формирование инженерного мышления – основная цель «эстафетного образования» в вузе // Инженерное образование. 2014. № 15. С. 230-232.
5. Белоконь Т.А. Олимпиадное движение-путь становлению инженера // Инновационные технологии в технике и образовании: VII Международная научно-практическая конференция: сб. ст. отв. ред. М. И. Мелихова (Чита, 26-27 ноября 2015 г.). 2015. С. 22-27.
6. Акишин Б.А., Черкесова Л.В., Коленникова Н.В., Никишина Т.Г. Профессионально – ориентационное тестирование абитуриентов и студентов инженерных специальностей // Инновационные технологии в науке и образовании. 2016. № 1-1 (5). С. 93-98. 7. Абрамова О.Ф. Анализ методов организации и проведения внеучебных конкурсных мероприятий в дистанционном формате // Открытое и дистанционное образование. 2017. № 2 (66). C. 14-25.

Современному производству необходимы инженеры, умеющие быстро адаптироваться к новым условиям рынка, умеющие создавать конкурентоспособную и высокотехнологичную продукцию.  Все это связано со стремительным техническим прогрессом, что невозможно без формирования у подрастающего поколения инженерного мышления и, как следствие, нового необычного суждения и умения анализировать различные ситуации. Это требование говорит о необходимости построения новой концепции формирования инженерных кадров, которые смогут конкурировать с инженерами мировых широко известных компаний. Рост бюджетных мест на инженерные специальности и неблагоприятная демографическая ситуация в большинстве регионов России приводят к тому, что в технические вузы приходят абитуриенты со слабо сформированными техническими и исследовательскими способностями и с недостаточным уровнем школьной подготовки по фундаментальным дисциплинам. В условиях дефицита аудиторных часов по базовым дисциплинам вузовским преподавателям необходимо в короткий срок сформировать инженерное мышление, развить техническое и исследовательское мышления, что невозможно без качественной школьной подготовки.

В недалеком прошлом подростки мечтали о компьютерных технологиях, а сегодня результаты технического прогресса являются необходимым средством почти в каждой деятельности.

   Автоматические устройства, управление которых может происходить на расстоянии посредством различных интернет- и мобильных приложений, присутствуют почти в каждом доме. Технический прогресс глобально изменил приоритеты, мышление и саму жизнь подрастающего поколения.

Однако процесс совершенствования человека как личности продолжается, как непрерывное развитие и внедрение инноваций в области технических средств.   И оба эти процесса в настоящее время тесно связаны между собой.    

Личностное пространство современного ученика есть многомерное пространство потребностей и интересов, которые совместно представляют индивидуальность и «позицию Я».

Мышление современного молодого человека сформировано на фильмах, виртуальных играх с реалистичной трехмерной графикой, на мобильных, программных и интернет-приложениях с предельно упрощенным визуализированным интерфейсом.

Студент-первокурсник должен быстро внедриться в учебный процесс с минимальным количеством аудиторных часов, выделяемых на базовые дисциплины, такие как математика, физика, химия.

Опросы о деятельности учащихся 7-11 классов и студентов СПО, вызывающие их личностную заинтересованность, позволяют сделать однозначный вывод: современному поколению недостаточно видеть что-то (программный продукт, продукцию, рекламу), разработанное и придуманное кем-то.

Современное поколение хочет участвовать в разработках, творить, конструировать и, самое важное, видеть и оценивать результаты своих стараний.

При этом выявление интересов и склонностей учащихся, а также их профессиональное самоопределение наиболее продуктивно и целесообразно при участии учащихся в различных интеллектуально-творческих конкурсах, олимпиадах и конференциях на различных уровнях.

Анализируя уровень осознанности в суждениях, выборе деятельности и в решении поставленной задачи у школьников с 12 по 18 лет, можно заключить, что в этом возрасте начинает активно проявлять себя потребность в самоопределении и самоутверждении.

Подросток «пробует себя» в различных видах деятельности, пытаясь повторить увиденное, не отдавая отчета о последствиях как для окружающих, так и для себя.

Для развития положительных качеств личности обучающегося требуется организация нового подхода к формированию современного поколения, который содержит в себе комплекс различных видов деятельности, учитывающих как возможности, способности и особенности каждого обучаемого, так и особенности социального окружения, потребности общества в настоящее время и в будущем.

  • Для успешной подготовки квалифицированных и конкурентоспособных инженеров необходимо создавать условия для развития и поддержки технических, исследовательских способностей школьников и студентов СПО, своевременно выявлять и способствовать их развитию, постоянно поддерживать интерес к будущей профессии инженера.
  • Инженерное мышление – это особый вид профессионального мышления, формирующийся и проявляющийся в способности самостоятельно ориентироваться в новых технологиях, в их рационализации, модернизации и их внедрении в производство.
  • В основу формирования данного вида мышления легла модель [1], согласно которой инженерное мышление включает следующие компоненты: техническое (умение анализировать состав, структуру, устройство и принцип работы технических объектов в измененных условиях), конструктивное (построение определенной модели решения поставленной проблемы или задачи), исследовательское (определение новизны в задаче, умение сопоставить с известными классами задач, умение аргументировать свои действия, полученные результаты и делать выводы) и экономическое (рефлексия качества процесса и результата деятельности с позиций требований рынка).

Формирование инженерного мышления у подростка непосредственно связано с умением ставить и решать практические технические, конструкторские задачи. При поступлении в среднее профессиональное или высшее учреждение на инженерную специальность у абитуриента уже должны быть сформированы элементы инженерного мышления.

Такие компоненты инженерного мышления, как исследовательское мышление и творческий потенциал, по мнению авторов, необходимо формировать еще в рамках школьного обучения. Поэтому возникает проблема в организации такой специально направленной траектории обучения еще до выбора профессиональной деятельности.

Такой подход должен отвечать современным требованиям рынка к организации дополнительного образовательного пространства.

Он должен позволять выявить и развить у будущих студентов творческие способности, интерес к научно-исследовательской деятельности, создать необходимые условия для поддержки одаренных детей, пропаганды научных знаний и самореализации обучающихся через различные виды деятельности.

Донцова Т.В., Арнаутов А.Д. считают, что в основе формирования инженерного мышления лежит проектная деятельность как связующее звено между теорией и практикой в образовании [2].

Инженерный стиль мышления формируется наиболее концентрированно при выполнении проектов, если проектирование не сводится к действиям по шаблону [3].

Необходимо стремиться к тому, чтобы выполняемые исследования были реальными и имели конечный результат [4].

По мнению Белоконь Т.А. [5], участие абитуриентов в предметной олимпиаде напрямую связано с профессиональным осознанием необходимости изучения фундаментальных дисциплин с целью становления их как будущих инженеров.

Перед вузами стоит задача по-новому выстраивать модель взаимодействия «школа – технический вуз»: организация профориентационных мероприятий, усиление базовой подготовки абитуриентов и участие их в студенческой жизни, посещение лабораторий вуза и возможность разрабатывать проекты [6].

Цель исследования – разработка методики формирования инженерного мышления, развитие инженерных способностей и поисково-исследовательских навыков у школьников среднего и старшего звена, а также студентов СПО как основы будущего инженерного образования.

Материал и методы исследования. Исследование проводилось среди школьников 7-11 классов, студентов колледжей и техникумов, включало: анализ литературы по проблеме исследования; наблюдение; интервьюирование научных руководителей проектов, учителей-предметников, экспертов.

В Волжском политехническом институте были организованы и проведены ряд мероприятий: конференция исследовательских работ учащихся общеобразовательных учреждений Волгоградской области «Химия и жизнь»; дистанционная олимпиада творческого мышления «Роботландия» среди школьников 7-11 классов по предметам: математика, физика, информатика, химия и биология; областное научное многоборье творческих проектов «Будущий инженер» для 7-11 классов проводится в виде интеллектуального соревнования творческих проектов по следующим направлениям: математика, физика, информатика, химия и биология; межрегиональный конкурс 3D-технологий «3D LIFE» проводится для школьников и студентов, в основе лежат следующие дисциплины – информатика, начертательная геометрия, инженерная графика, дизайн. Первый тур 3D LIFE проводится в заочной форме (участники направляют конкурсные работы, созданные в программах «Компас-3D», 3D Max, Blender и их редакции).  Второй тур в очной форме (участники в течение 2 часов создают 3D-модели, предложенные экспертной комиссией), а также проводится конкурс-выставка авторских 3D-моделей.

Интеллектуальная олимпиада по истории развития инженерного дела «ЛогоТехно» для школьников и студентов. 1-й этап проводится дистанционно.

Участникам предлагается бланк с заданиями на 5 дней, в котором содержится: 10 вопросов по истории, 10 вопросов по обществознанию, 5 вопросов по истории развития физической культуры и спорта, 5 вопросов по мировой культуре на иностранном языке.

Второй этап проводится очно, в виде интеллектуального соревнования творческих проектов по следующим направлениям: история развития техники родного края, влияние географических особенностей края на создание заводов, фабрик и т.д.

Целью организации и проведения описанных выше мероприятий является формирование понимания сущности природных явлений и мира техники и умения самостоятельно проходить все этапы реализации проекта (от планирования до реального продукта).

Помимо этого, ставится задача формирования умений и навыков: использовать математический аппарат для проведения исследований; выходить за рамки школьной программы; работать в команде; принимать решения и нести за них ответственность.

Источник: https://science-education.ru/ru/article/view?id=28830

Формирование инженерного мышления студентов через исследовательскую деятельность

Введение

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, а также человека как личности, продолжается.

В своём докладе президент России Путин В. В.

на заседании Совета по науке и образованию 23 июня 2014 года, сказал «Сегодня лидерами глобального развития становятся те страны, которые способны создавать прорывные технологии и на их основе формировать собственную мощную производственную базу.

Читайте также:  Министр уверена, что многие победители олимпиад не знают своего предмета - студенческий портал

Качество инженерных кадров становится одним из ключевых факторов конкурентоспособности государства и, что принципиально важно, основой для его технологической, экономической независимости [58]».

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.

Путин В. В. «Нельзя допустить, чтобы существующий кадровый дефицит, а он наблюдается на наших ведущих предприятиях, стал сдерживающим фактором развития экономики, так же как и недостаточная квалификация выпускников вузов.

Для справки: в 2013 году в ходе опроса работодателей они оценивали подготовку выпускников вузов на 3,7 балла по пятибалльной системе; по мнению работодателей, примерно 40 процентов поступающих на работу нуждаются в дополнительной подготовке [58]».

  • 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; структуру организации процесса обучения, то есть одним из основных методов обучения должна являться исследовательская деятельность.
  • Заметим, ученые, в своих исследованиях предложенного направления, 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.
  • Во всем многообразии подходов к изучению формирования инженерного мышления студента, которые рассматриваю развитие инженерного мышления с помощью специальных условий или при использовании современных технологий обучения, отсутствует стратегия организации специально направленной деятельности.
  • Основной задачей современного образования будущего инженера является непросто 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.

Такое понимание ставит основной задачей инженерного образования подготовку выпускников, готовых к профессиональной деятельности и обладающих профессиональными компетенциями и инженерным мышлением.

Работодателей не интересует, какая оценка у молодого специалиста по той или иной дисциплине, их интересует его готовность к конкретным профессиональным действиям, мобильность, способность самостоятельно принимать ответственные решения в неоднозначных ситуациях, прогнозируя и адекватно оценивая их последствия.

Но все это может быть сформировано у студента, вследствие специально направленных образовательных действий организованных профессионально компетентным преподавателем-инженером и готовностью студента к восприятию профессиональных компетенций.

  1. Таким образом, эффективность образования в значительной мере зависит от студента (его способностей в инженерной деятельности, эмоциональной готовности к соответствующему учебному процессу) и преподавателя (точнее профессионального инженерного мышления преподавателя, его способностей организации учебного процесса и эмоционального настроя).
  2. Поэтому в нашем исследовании актуальными становится следующие задачи:
  3. определить критерии и сущностные характеристики инженерного мышления студента;
  4. определить структуру и сущностные характеристики профессионального инженерного мышления преподавателя-инженера;
  5. обосновать влияние профессионального инженерного мышления преподавателя-инженера на формирование инженерного мышления студента;
  6. разработать диагностическую карту сформированности инженерного мышления для генезиса этого качества.
  7. Глава 1. Характеристики инженерного мышления

1.1. Критерии и сущность инженерного мышления

Одним из главных аспектов рассматриваемые в исследованиях образования инженера является раскрытие особенностей функционирования и развития инженерного мышления.

Особенность инженерного мышления заключается не только в овладении необходимыми знаниями будущей профессиональной деятельности, способностями предвидеть и прогнозировать путь и результаты осуществляемой или предстоящей профессиональной деятельности. Инженер должен не только мысленно предугадать результат своей деятельности, но и иметь доказательно обоснованные факты, которые укажут на характерные свойства, функции и структурные особенности объекта деятельности и процесса его изготовления.

Таким образом, мышление инженера должно содержать не просто знания и умения в профессиональной деятельности, а основываться на способностях самостоятельной работы, находчивости, изобретательности, творческому подходу, ответственности, умению анализировать, прогнозировать, а также проводить исследовательскую деятельность.

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 [17].

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 [17].

Рассмотрим, что в своих научных исследованиях ученые понимают под понятие «инженерное мышление».

В своих исследованиях Шубин В. И. и Пашков Ф. Е. под инженерным мышление понимает проявление инженерной деятельности, продуктом которой выступают знания, необходимые для создания и функционирования человеко-машинных структур [52].

Иванов В. Л. инженерное мышление определяет как специфическую форму активного отражения морфологических и функциональных взаимосвязей предметных структур практики, направленную на удовлетворение технических потребностей в знаниях, способах, приемах, с целью создания технических средств и организации технологий [17].

Мы считаем, что 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 [43].

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 [32].

Техническое мышление, обладает высокой степенью полезности для общества, поскольку способствует укреплению логического аппарата и препятствует «растерянности» сознания современного технического специалиста [50].

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 [51].

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 [30].

Развитию и формированию экономического мышления студентов вуза освещены работы исследователей И. В. Брызгалово, В. В. Беловой, А. Э. Ковальской, АВ. Леонтьва, Т. Н. Пильщиковой, И. Г. Рябовой.

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 [55].

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, мы выделили свое определение инженерного мышления: под инженерным мышлением нами 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.
  • Нам удалось выделить на основе различных исследований компоненты инженерного мышления, необходимых для становления компетентного специалиста в области инженерной деятельности: техническое мышление (умение анализировать состав, структуру, устройство и принцип работы технических объектов в измененных условиях); конструктивное мышление (построение определенной модели решения поставленной проблемы или задачи, под которой понимается умение сочетать теорию с практикой); 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 с позиций требований рынка); самостоятельность и оперативность в выборе стратегий деятельности; потребность в успешной деятельности и в признании достижений со стороны специалиста; ответственность за конечный продукт своей деятельности; творческий потенциал, способствующий выполнению комплекса исследовательских действий в проблемной ситуации; инженерная рефлексия (основа для саморегуляции эмоционального состояния в условиях нервно-психического напряжения); правовая компетенция.
  • Использование вышеприведенных компонент инженерного мышления, дает возможность более точно подойти к анализу его внутренней структуры, как инженерного мышления, так и организации ученого процесса.

Так, выделенные нами компоненты инженерного мышления позволяют выявить критерии инженерного мышления. Под критерием понимается признак, на основе которого производиться оценка, определение или классификация чего-нибудь (от греч. Kriterion — средство для суждения) [41].

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

Источник: https://ridero.ru/books/formirovanie_inzhenernogo_myshleniya_studentov_cherez_issledovatelskuyu_deyatelnost/freeText

Школа инженеров: как вузы облегчат судьбу школьников

Московские школьники смогут применить свои теоретические знания по физике, математике, информатике на базе вуза и профильных предприятий ещё до получения аттестата зрелости. Это стало возможным благодаря проекту столичного Департамента образования и Московского авиационного института (национального исследовательского университета) «Инженерный класс в московской школе».

МАИ выбрал для реализации программы 19 ведущих школ Северного округа и, по словам кураторов инициативы от вуза, останавливаться на этом не собирается — список будет только расширяться.

Также в проекте примут участие ведущие высокотехнологичные предприятия, подведомственные Минпромторгу России, Госкорпорации «Роскосмос», «Ростех», Объединённой авиастроительная корпорации.

Инженер со школьной скамьи

Фундамент современного образования — проектная деятельность. Она задаёт вектор личностного и профессионального развития, ориентирует на конкретные задачи. Именно поэтому на горизонте российского школьника появились медицинские, IT и инженерные классы.

И им, несомненно, проще, чем нам, учившимся 5 — 10 лет назад. Тогда профориентация ограничивалась личностными тестами, самостоятельными посещениями профильных выставок, днями открытых дверей. Те, кто был более целеустремлённым, шёл учиться в школу при вузе.

О проектной деятельности (уж тем более на базе предприятия) речи не было.

Теперь ситуация изменилась кардинально. И в этом нужно отдать должное университетам, предприятиям и Департаменту образования города Москвы. Именно они заговорили об острой нехватке талантливых абитуриентов, заинтересованных в инженерном деле.

— Смысл «Инженерного класса» не только в получении дополнительного образования по физике, математике, черчению и информатике — всё это можно освоить и на курсах, — отмечает декан факультета «Прикладная математика и физика» МАИ, куратор проекта по методической работе по математике, физике и информатике Сергей Крылов. — В рамках программы необходимо организовать проектную деятельность, сформировать у школьников необходимые компетенции для продолжения «безболезненной» учёбы в МАИ. 

Программа предусматривает закрепление практических знаний по естественно-научным дисциплинам на базе лабораторий, ресурсных центров вузов, в режиме реальных производственных процессов на предприятиях.

Великолепное трио

При участии триады  — школа-вуз-предприятие — создаётся по сути уникальная образовательная среда, в которой должен родиться новый тип школьника, нацеленного на получение инженерного образования.

— В рамках «Инженерных классов» предусмотрены экскурсии на предприятия. Это позволит детям познакомиться с современными технологиями, которые на них используются, — отмечает Сергей Крылов.

— Уверен, у некоторых это вызовет живой интерес, им захочется здесь работать.

В результате — вуз получит талантливого студента-целевика, а предприятие — будущего сотрудника, который досконально изучит производство.

Помимо экскурсий и проектной деятельности, в рамках «Инженерных классов» МАИ планируются дополнительные занятия по физике, математике, черчению и информатике, элективные курсы, участие в кружках по авиа- и 3D-моделированию, робототехнике.

Отбор в «Инженерный класс» — строгий, несмотря на то, что участие в программе добровольное. Периодически знания учеников проверяют контрольными работами, разработанными преподавателями МАИ.

— Контрольные нужны для мониторинга динамики успеваемости, в том числе по базовым дисциплинам, — резюмирует Сергей Крылов. — Но проверочные работы ни в коем случае не подменяют конкурсные проекты и школьные олимпиады.

Кстати, программа «Инженерный класс в московской школе» рассчитана не только на школьников. Она коснётся и школьных учителей. Для них предусмотрены курсы повышения квалификации, ряд круглых столов и конференций для обмена опытом. МАИ уже организовал для педагогов курсы по методике решения сложных задач по математике, физике, информатике.

Но преподаватели не воспринимают программу как дополнительную нагрузку на них. Скорее наоборот. И их оптимизму можно только позавидовать.

— «Инженерный класс» — отличная возможность для школы напрямую взаимодействовать с ведущими предприятиями и вузами авиационно-космической отрасли. Наши ученики уже представляют себе весь инженерный процесс, — делится в беседе с mai.ru директор Лицея № 1550 Никита Лосев.

— Мы можем не только рассказать, но и показать ребятам их перспективы, спроектировать их индивидуальную траекторию достижения цели.

Например, десятиклассники лицея посещают занятия в МАИ — обучаются в лабораториях университета, на тренажёрах, изучают историю авиационной и космической техники в музее.

Во взаимодействии с учителями Лицея и преподавателями университета ребята 9-11 классов реализуют свои идеи и воплощают их в проектные и исследовательские работы. Начиная с 8 класса, лицеисты посещают с экскурсиями площадки МАИ, а с 10 класса проходят стажировки на базе вуза.

По словам Никиты Лосева, интерес к МАИ среди учеников лицея растёт. Если в прошлые годы из всей школы в вуз поступало чуть больше 10 человек, то в перспективе эта цифра вырастет в несколько раз, в том числе благодаря проекту «Инженерный класс в московской школе».

Кстати, в субботу, 10 декабря, во Дворце культуры и техники МАИ в 10:00 пройдёт День открытых дверей для инженерных классов.

Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет) приглашает всех интересующихся инженерными профессиями школьников, их родителей и педагогов.

На площадке ДКиТ МАИ развернётся выставка всех факультетов вуза, а также промышленных предприятий, осуществляющих целевой приём абитуриентов в университете.

Источник: https://mai.ru/press/news/detail.php?ID=75276

Ссылка на основную публикацию