Статья: «Формирование инженерного мышления младших школьников»

«Формирование инженерного мышления младших школьников»

 Цель курса

• Сформировать элементы технического мышления, графической грамотности и конструкторских умений, дать младшим школьникам начальное конструкторское развитие, начальные геометрические представления.

• Усилить развитие логического мышления и пространственных представлений;

• заложить начальные геометрические представления, развивать логическое мышление и пространственные представления детей, сформировать начальные элементы конструкторского мышления, т.е. научить детей анализировать представленный объект невысокой степени сложности, мысленно расчленяя его на основные составные части для детального исследования, собрать предложенный объект из частей, выбрав их из общего числа предлагаемых деталей, усовершенствовать объект по заданным условиям, по описанию его функциональных свойств,

• научить детей определять последовательность операции при изготовлении того или иного изделия.

Основные задачи, которые решает этот курс:

 существенное усиление геометрического содержания начального курса математики как за счет углубленного изучения того геометрического материала, который входит в программу основного курса, так и за счет его расширения (так, в курс включается изучение некоторых многогранников: прямоугольного параллелепипеда, куба, пирамиды, конуса, шара и др., строятся их модели, выполняются чертежи в трех проекциях и т. п.) и на этой основе решение задач углубления и расширения геометрических представлений и знаний учащихся;

 создание условий для формирования у детей графических умений и навыков работы с чертежными инструментами, для развития умений выполнять и читать чертежи, создавать модели различных объектов на основе изученного геометрического материала, а также условия для формирования элементов конструкторского мышления и усиления связи обучения с практической деятельностью учащихся.

Геометрический материал курса выстраивается в последовательности постепенного увеличения числа измерений в изучаемых геометрических фигурах: точка, линии, плос костные фигуры, пространственные тела и многогранники.

Практическая деятельность обучающихся включает в себя следующие основные этапы:

 изготовление чертежа и модели изучаемой геометрической фигуры;

 работа с чертежом или изготовленной моделью с целью выявления основных свойств изучаемой фигуры и обобщения полученных результатов;

 фиксация полученных результатов одним из способов: вербальным, графическим или практическим - и их использование для выполнения последующих заданий;

 изготовление объектов по рисункам, чертежам, технологическим картам, выполнение чертежа по рисунку или готовому объекту

Сейчас как никогда актуальна проблема «Формирование инженерного мышления младших школьников». Она обусловлена современными требованиями развития педагогической теории и практики, новыми требованиями стандарта второго поколения, концепцией развития инженерного образования

         Термин «Инженерное мышление» новый. Это 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. Инженерное мышление объединяет различные виды 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 действующем мире востребована личность, обладающая свойствами инженерного мышления. Это человек, который сам может ставить цели в своей работе, планировать пути их осуществления, регулировать и оценивать свои достижения, работать с разнообразными источниками информации, формировать собственное мнение и оценку.

     Профессионалы, обладающие этими качествами необходимы в современном производстве и промышленности.

Начинать готовить таких специалистов нужно с самого младшего возраста. Миссия современного образования вернуть интерес молодежи к научно-техническому творчеству. В этом педагогу может помочь робототехника, которая знакомит детей с наукой в форме игры.

        Собирая модель, ученики не только расширяют свои знаниями по математике, окружающему миру, но и играя знакомятся с основами электроники, механики, физики и программирования. Таким образом, сборка модели, исследование поведения модели, на основе построенного алгоритма, позволяет учащимся самостоятельно овладеть первичными знаниями из разных наук, что помогает повысить интерес к новой науке в образовании - робототехнике.

        Одним из естественных и любимых для ребенка младшего школьного возраста занятия является конструирование , на основе которого можно формировать инженерное мышление.

     Конструирование позволяет ребенку творить свой собственный мир, не имея специального оборудования . Формировать у детей начальной школы технические знания и прикладные навыки можно путем приобщения к конструированию из бумаги. Конструирование, является одним из видов продуктивной деятельности, которое позволяет формировать творческие способности, содействует воспитанию эстетической культуры личности, и в то же время дает возможность закрепить и углубить знания, умения, навыки, полученные детьми на уроках технологии.

       В процессе конструирования у школьников интенсивнее развивается пространственное воображение, вырабатывается способность быстро переходить от мышления к действию, заранее обдумывая ход своей работы, планировать ее, формируется и развивается точность и ловкость движений.

       Инженерное мышление является творческим, т.е. выходящим за рамки

имеющихся алгоритмов, образцов, моделей. Творческое мышление всегда

приводит к объективно или субъективно новым результатам. Творческая

составляющая является важнейшей для инновационного мышления, без

творческой составляющей нет и инновационного мышления. В инженерном

мышлении эту характеристику нельзя назвать определяющей, но, тем не менее,

было бы неправильным вовсе исключить её как несущественную.

        Инженерное мышление характеризуется тем, что оно всегда направлено

на созидание, в основе его мотивации лежат идеи гуманизма , а

решаемые проблемы имеют социальное значение (повышается

производительность труда, облегчаются условия работы и т.п.). Это свойство

инженерного мышления назовём социально-позитивным.

Важнейшую роль в формировании этой характеристики мышления,

переходящей в категории нравственного воспитания, играют дисциплины

гуманитарной направленности: литература, история, русский и иностранные

языки. Именно поэтому можно утверждать, что задача формирования основ

инженерного мышления не решается только в рамках естественнонаучных и

математических дисциплин, для этого необходима консолидация всех педагогов.

Инженерное мышление представляет собой синтез разных видов

мышления, которые между собой неразрывно связаны и в зависимости

от ситуации доминируют его разные виды.

      Таким образом, понятие «инженерное мышление» охватывает

мыслительный процесс, приводящий к решению инженерных задач, созданию

необычных и оригинальных идей, обобщений, теорий. Анализируя

рассмотренные трактовки данного понятия, мы будем понимать под этим

процессом организацию познавательной деятельности обучающихся, которая

направлена на критическое осмысление действительности, инновационное

освоение окружающего пространства через формы творческого

конструирования, проектирования, исследовательской деятельности.

На уроках используются различные формы работы:

Индивидуальная- самостоятельная практическая работа по построению развертки изделия, ее сборки и склеиванию. Оформление дизайна.

Фронтальная- подача учебного материала всему коллективу учеников

Работа в парах- соотнесение развертки и объемной геометрической формы, нахождение лишней

Групповая- работа по проектированию и сборке общего макета.

На уроках конструирования из бумаги в начальной школе – идеальный способ всестороннего развития ребенка и увлекательный способ досуга.

     Младший школьный возраст является началом формирования учебных действий у детей. В то же время моделирование – это действие, которое выносится за пределы младшего школьного возраста в дальнейшие виды деятельности человека и выходит на новый уровень своего развития. С помощью моделирования можно свести изучение от простого, незнакомого - к знакомому, то есть сделать объект доступным для тщательного изучения.

      Например, одной из задач уроков математики в начальной школе является формирование вычислительных навыков учащихся. Любой навык формируется путем многократных упражнений, что предполагает выполнение большого количества однотипных заданий. Чтобы разнообразить этот процесс и сделать его интересным для детей, предлагаю использовать на уроках математики программированные задания или «шифровки».

     Эти задания можно применять в начале урока, для того чтобы подвести детей к изучаемой теме (зашифровано её название) и в конце урока – для закрепления материала и отработки вычислительных навыков.

      Данный вид заданий удобен в классах с маленькой наполняемостью, в больших классах может быть использован в групповой или внеклассной работе.

       Каждый учитель без труда может составлять программированные задания на карточках, которые можно предлагать учащимся во время уроков.
      Целесообразность привлечения программированного обучения и контроля в начальной школе не вызывает сомнения. Его преимущества: оперативность выявления качества знаний, широта сферы применения, стимулирование и активизация познавательной деятельности учащихся, экономия труда учителя, возможность осуществить дифференцированный подход, формировать у детей навык самостоятельной работы, контроля и самоконтроля, возможность адаптивного обучения и не только это – могут быть успешно использованы в обучении младших школьников.                                  Инженерно- техническое направление в школе включает основательную естественнонаучную подготовку в рамках учебной деятельности, но не ограничивается этим, а предлагает широкий спектр возможностей для формирования инженерной культуры, основанной на базовых представлениях об устройстве мира и роли инженерного подхода в его преобразовании. Представления об устройстве мира формируются у учащихся в процессе естественнонаучного образования, а инженерный подход – через приобретение ими личного опыта разработки и выполнения проектов самой различной направленности. При этом формируются и развиваются критическое мышление, креативность и предприимчивость, коммуникабельность, навыки презентации, способность доказывать, убеждать и работать в команде.