Инженерное дело в школе skripkin's blog / 09.04.2017 Современные тенденции в развитии образования, формирующийся заказ со стороны государства, социума подталкивают школы к введению основ инженерного дела в свою образовательную практику. А возможно ли это в принципе? В обычной школе?По образованию я учитель. Всегда работал в школе, сельской школе. Тем не менее на моем жизненном пути встречались люди, порой неординарные, имеющие отношение к инженерному делу. Это и руководители технических кружков на станции юных техников, и преподаватели инженерных дисциплин МЭИ, и офицеры – связисты в армейской части. Многое дали мне занятия, общение и работа с этими специалистами. Но все-таки, подчеркну, я - не инженер. И, наверное, вследствие этого у меня и другие подходы к вопросам развития и организации инженерного дела в школе, другие и результаты учащихся.Что у Вас нового-интересного в вопросах развития инженерного мышления у ребят?Признаюсь, до сих пор не знаю, как создать полноценные условия для формирования технического мышления школьников в отдельно взятой школе ☺. Почему? Это целый комплекс условий, технического, финансового, организационного и методического характера, позволяющих ориентировать ребят на естественно-научное и инженерно-техническое образование. И многие проблемы этого комплекса решаются командой единомышленников, в содружестве с родителями, социумом, под благожелательным взглядом начальства. Хочется отметить некоторые моменты, относящиеся к моему образовательному учреждению. В связи с внедрением ФГОС начального, основного, а со следующего учебного года и среднего общего образования, у нас организованы курсы - «Проектная и исследовательская деятельность», «Лесенка успеха»; кружки - «Юный эколог», «Юный техник». От Центра Внешкольной работы Скопинского района работают - «Юный лесовод», «Цифровые лаборатории». В них организована работа по исследовательской и проектной деятельности, изучению естественных наук - математики, физики, биологии, химии, экологии, а также информационным технологиям и научно-техническому творчеству. Учителя начальной школы, биологии, химии, математики, физики, информатики в своей работе с детьми стремятся в том числе и заложить основы инженерного мышления у ребят. Здесь мы сталкиваемся с одной из проблем внедрения инженерного дела в школе – отсутствие фигуры инженера в образовательном процессе. (Нас, правда, немного выручает, что в школе некоторые учителя – бывшие инженеры, выпускники Рязанского государственного агротехнологического университета). Важная роль в нашей работе отводится использованию современному учебному, лабораторному и демонстрационному оборудованию. Уже с начальной школы дети получают возможность наглядно изучать свойства и явления окружающего мира, формировать целостное восприятие природы, учатся ставить опыты в игровой форме, развивать навыки постановки цели и ее достижения. В начальные классы передан мобильный класс CMPC (15 нетбуков), что позволит учащимся освоить работу с проектно-ориентированной средой ПервоЛого. В 5 - 6 классе изучают на внеурочке - Scratch.Освоение цифровых лабораторий в старшей школе проводится в виде небольших учебных исследований, в ходе которых обучающиеся собирают экспериментальные установки из готовых датчиков и средств измерения. Школьники учатся формулировать выводы на основании проведенного эксперимента, обосновывая их полученными данными. Наиболее сложный вид деятельности для педагогов и обучающихся – выполнение индивидуальных и групповых проектов, включающих исследовательскую часть и элементы инженерных разработок. Такой проект имеет целью создание реального продукта и требует координации работы разных участников. Мотивация к познанию и выбору инженерных профессий достигается за счет использования исследовательских и имитационных практик, а также различных видов значимой деятельности, а интерактивность обеспечивается использованием экспонатов, лабораторного и демонстрационного оборудования, интерактивного программного обеспечения, электронного образовательного контента, а также активных форм организации образовательного процесса, исследовательской и проектной деятельности детей.Однако технологических ресурсов нам не хватает. Есть комплекты оборудования, которые учителя приобретали на свои средства. (Думаю, многим из Сообщества Образовательной галактики – это хорошо знакомо).Необходима соответствующая техническая база, и это не только популярная в последнее время робототехника.Выход? Необходимо взаимодействие школы и промышленных компаний в городе, сельхозпредприятий на селе хотя бы в вопросах профориентации детей на инженерные направления. Немного конкретики. Школа заключила договор о сотрудничестве с Ряжским лесничеством. Мы совместно проводим ряд мероприятий: по экологическому воспитанию населения нашего муниципалитета; посадке саженцев деревьев, выращенных в школьном питомнике. Просветительская и образовательная работа, которую ведут дети в рамках работы с лесничеством, является одним из мощнейших инструментов мотивации к техническому творчеству, развитию технологических компетенций. В выездных мероприятиях, через активное участие в игре, каждый участник получает возможность примерить на себя роли, соответствующие разным профессиям в инженерно-технической сфере: энергетика, лесоводство.В рамках областного проекта «Агрошкола» Рязанский государственный агротехнологический университет имени П.А. Костычева, Областное государственное бюджетное учреждение дополнительного образования «Детский эколого-биологический центр» ведут работу с учащимися наших школ по направлениям: Агрономия и агротехнология, Ветеринария и зоотехника, Лесное дело. В инженерном образовании школьников базовыми образовательными направлениями являются: углубленное изучение физики, математики и других дисциплин естественно-научного цикла. На подходе организация сетевого взаимодействия с Рязанским институтом развития образования. Где есть возможности и кадры.Еще один момент. Учащиеся старших классов часто перестают активно участвовать в системе дополнительного образования. С целью привлечения старшеклассников к основам инженерного образования учителями нескольких школ Скопинского района (среди них и бывшие инженеры, электронщики) начат очно-дистанционный проект «Персональный компьютер: настройка и техническая поддержка». Цель – дать учащимся соответствующие теоретические и практические технические навыки для работы в качестве лаборантов школьной службы технической поддержки компьютеров. Учащиеся-старшеклассники помогут учителям, администрации и младшим школьникам при затруднениях в работе с компьютером. Программа включает обучение ремонту компьютеров, а также помогает учителям в профессиональной ориентации школьников в области информационных и телекоммуникационных технологий. База проекта – дистанционный курс на Google сайте с соответствующим материалом и разноплановыми заданиями. На местах учащихся курируют их учителя. Чтобы повысить мотивацию – организовали первенство личное и командное. Работа идет с марта месяца и продлится до середины мая. В школе готовимся к перезапуску проекта «Измерительные работы на местности», объединяющего гуманитарные и естественно математические дисциплины, основной целью является формирование метапредметных компетенций учащихся, способствующих освоению универсальных учебных действий для осознания целостной картины мира. Использование современного программного и технического оборудования позволяет наиболее полно и эффективно провести целый комплекс разнообразных работ по поиску информации, ее анализу, систематизации, оцениванию, обобщению и визуализации. Проект «Измерительная работа на местности» проводится совместно учителями геометрии, информатики, физики, истории и географии, после того, как в курсе геометрии накоплен обширный материал, относящийся к данной теме. Практические задачи способствуют формированию правильного понимания природы математики. По мере изучения материала способы решения задач изменяются, одну и ту же задачу можно решить многими способами. При этом используются следующие вопросы геометрии: равенство и подобие треугольников, соотношения в прямоугольном треугольнике, свойства прямоугольных треугольников и т. д. Для развития инженерного мышления добавлен новый блок: метеорологических наблюдений, создание почвенно климатического паспорта, измерение физико химических параметров воды в пруде и ручье. Место проекта в образовательном процессе крайне важно с точки зрения формирования базовых и углубленных знаний, навыков, умений. Межпредметные связи усиливают общий образовательный эффект данного проекта. Вы предпочитаете тянуться за кем-то или вести за собой в нестандартных программах, разработках, исследованиях, в дополнительном образовании?Что может помочь учителю в работе над формированием основ инженерного дела? Конечно помощь «Образовательной галактики Intel». Мастер классы, тренинги, общение. Сообщество собрало такие личности, чьим словам внимаешь, а работы просматриваешь раз за разом, и постоянно находишь новые идеи и подходы. В рамках данного интервью хочется отметить такие имена как Татьяна Пирог, Денис Копосов, Андрей Рожков, Людмила Рождественская, Юрий Винницкий, Оксана Петрова, Елена Пономарева, Наталия Яникова, Лора Кравченко, Алсу Ганиева, Сергей Косаченко. И конечно, крайне важны идеи и помощь Марины Александровны Ливенец. Ребятам интереснее придумывать что-то свое или делать по инструкции? Как Вы, как Мастер, относитесь к шаблонам?В работе над различными проектами, мы всегда первоначально отталкиваемся от существующих образцов, шаблонов. Вспоминаю своего учителя в кружке радиотехники. Принес нам на втором году обучения старый поломанный приемник, кое где не хватало деталей. Попросил восстановить по образцу. Мы сделали – вроде неплохо, все работало. Кстати, почти новый и такой же приемник оказался у преподавателя в шкафу. И когда мы сравнили устройства, оказалось – мы сделали радио по-своему, используя другие идеи. В своей деятельности школьник проходит этап ученичества, где инструкции, технологические карты просто необходимы. Хотя, придумывать, фантазировать, лепить из разрозненной кучи деталей только тобой задуманное устройство – это всегда интереснее.Расскажите об интересных разработках, идеях своих учеников, которые радуют и вдохновляют.Есть несколько работ, про которые хочется упомянуть. Столик для песочной анимации. В начальной школе долгое время учащиеся занимались пластилиновой анимацией. Для расширения творческого диапазона, развития мелкой моторики рук – пришла идея заняться песочной анимацией. Пришлось мне с ребятами 6 -7 классов немного отвлечься от запланированной работы. Столик для песочной анимации собрали быстро. Каркас, подставка для стекла. Пришлось немного повозиться с подсветкой и системой видеосъемки. По периметру – лампы дневного света. Веб камеры в двух положениях – над столиком и под стеклом. Фиксация видео на CMPC с использованием Intel Education Media Camera by Intellisense (Программа для фото- и видеосъемки, начальной обработки фотографий и видеороликов, а также создания презентаций-отчетов на основе отснятого материала).Гончарный круг. После экскурсия в краеведческий музей и керамическую фабрику учащиеся горели желанием творить, лепить из глины. Вопрос - на чем? Необходим гончарный круг. Поиск информации в интернете, необходимых запчастей. И на основе двигателя постоянного тока с регулятором частоты, небольшой гончарный круг. Правда, нужной глины не оказалось, все сосуды трескались.Прибор для определения удельной теплоёмкости методом пластической деформации. В своей педагогической деятельности мы часто придерживаемся определенных шаблонов. Потому что практика доказала их эффективность, малые временные затраты, неплохую отдачу… Так, на уроках физики, измерение удельной теплоемкости вещества обычно производится с помощью калориметра, при этом удельные теплоемкости материала стакана калориметра и налитой в него жидкости считаются известными. Все отработано годами работы. Однако важно, чтобы школьники знали и об иных методах, позволяющих измерять удельную теплоемкость без использования сведений об удельной теплоемкости других веществ. Один из таких способов основан на явлении нагревания твердых тел при их пластической деформации. В целом можно сказать, что проект был выполнен с использованием самодельного оборудования, а также цифровой лаборатории PASCO и датчика температуры.Ваши ребята-изобретатели предпочитают работать индивидуально или в командах? Как Вы учите работать в команде?При формировании основ инженерного дела перед нами часто возникают проблемы. Вот две из них.Как научить детей работать в команде?Нужны ли «мейкерские продукты», создаваемые учениками? Насколько они полезны и используемы? Важно ли – работать и исследовать не только для саморазвития и лайков, но и для пользы людей, живущих рядом?Наша школа считается малокомплектной, поэтому бывают периоды, когда приходится работать и с одним ребенком. Поэтому чаще у нас разновозрастные команды, когда дети с различным уровнем квалификации, способностей. Из предпочтений и навыков, необходимых для проекта, формируем команды. В работе часто используем элементы состязания. Большинство ребят, конечно, предпочитают командные формы работы (многие из семей, где несколько детей). Есть и индивидуалы. Мотивировать их на работу в команде можно. Для этого нужно создавать ситуации, оказавшись в которых, такой ребенок должен выйти из своей зоны комфорта. Отличительная черта наших проектов в том, что часто решение неизвестно, и учащиеся должны самостоятельно собрать информацию и выбрать лучшее решение. Что подталкивает ребят к сотрудничеству, Это не просто очередное домашнее задание, это реальное инженерное решение, которое должно работать.Очень хотелось бы, чтобы Вы порассуждали о «мейкерских продуктах», создаваемых учениками. Насколько они нужны для кого-то, полезны и используемы или абстрактны? Важно ли это – работать и исследовать не только для саморазвития и лайков, но и для пользы людей, живущих рядом? Или это говорит в сознании взрослых «пионерское детство», а для сегодняшних детей данный момент не актуален?В советские времена мы бегали в Дома пионеров, станции юных техников, и там строгали, пилили, паяли, вышивали… Почему? Наверное, это было интересно, вместе с друзьями творить, делать те вещи, которые есть не у всех, а затем вместе запускать планеры, крутить верньеры приемника, выходить в эфир. Возникал некий ореол избранности. А если ты, к примеру, починил старый телевизор соседке или выдал цветомузыку для школьной дискотеки, то даже малыши пищали от восторга… И сейчас в каждой школе найдётся свой «самоделкин». Правда, отношение к нему и его работам различно, даже у взрослых, даже у педагогов. В наши цифровые будни, когда у каждого в кармане – мобильный развлекательный центр, средство коммуникации и доступа к виртуальным ресурсам всего мира, возникает вопрос - зачем пытаться мастерить радиоприемник, электронную игрушку, программировать датчик? Многим из нас кажется - эти ребята стараются для себя, своего удовольствия. Хотя… Я всегда сломанные приборы, оборудование притаскиваю в школу и вместе с детьми разбираем, стараемся отремонтировать. Когда получается, когда – нет. Как-то, разбираясь в неработающем утюге, выяснили, сгорел Тэн. Всё. Не починить, выкидываем. Тут же один из ребят просит утиль домой на запчасти. Впоследствии был модернизирован домашний утюг школьника. Оказывается, в старых устройствах нет термопредохранителя, вот ему и пришла идея добавить элемент с выброшенного. И теперь пожаробезопасность домашнего устройства обеспечена. Интересно, приходилось ли вам выкидывать наушники после интенсивного прослушивания мобильных гаджетов? Наши ребята меняют их постоянно. Так вот, один из мастеровых обратил внимание на данный факт. И за неделю – большая часть наушников наших учащихся была отремонтирована. Кстати, очередь к мастеру была большой…Когда же дети работают над реальными проектами, имеющими выход во взрослую жизнь, привлекая всю мощь современных цифровых технологий, то в результате и созданные ими мейкерские продукты более функциональны и востребованы, чем наши поделки из «пионерского детства».Готовится ли летний лагерь у Вас в школе? В его рамках будут ли ребята учиться программировать, собирать роботов, мастерить?Работа с детьми продолжается и на каникулах. Летний лагерь – это уже устоявшийся элемент учебно воспитательной деятельности в нашей школе. Основное направление работы – пришкольный учебно опытный участок, школьный питомник саженцев. В рамках работы по данному направлению в планах хочется привлечь 1 ученика к конструированию средств автоматизации и контроля. Среди учащихся 5 – 7 классов использование образовательного набора «Tetra» (готовый учебный курс для изучения детьми основ программирования и современной электроники, поддержка Scratch (Скретч), автор руководства - Копосов Денис Геннадьевич). С парой ребят 10 класса в планах – освоение Raspberry Pi.Чтобы растить инженеров, что нужно обязательно уметь и знать самому, на Ваш взгляд?Я учитель физики и математики, знаком с ИКТ технологиями, радиотехникой. Хотелось бы более глубокого знания программирования, компьютерной графики, робототехники, интернета вещей, познакомиться с ТРИЗ. И конечно, не хватает инженерной подготовки, практики работы. Ведь для того, чтобы стать инженером, проходят большую школу различных дисциплин, где ведущие предметы – естественно математического цикла. Становление происходит на протяжении многих лет среди коллектива специалистов, в процессе работы над проектами любой степени сложности. Поэтому очевидно, сегодня учитель, который ведет кружки и секции инженерно-технической направленности, должен обладать большим объёмом знаний, умений и навыков междисциплинарного характера. Его компетенции как специалиста должны позволить ему быть достаточно гибким, способным работать в новых изменившихся условиях. STEM ФГОС