Формирование инженерного мышления в процессе обучения естественнонаучным дисциплинам

Автор: Лариса Владимировна Семаева

Организация: МБОУ Ульяновский городской лицей при УлГТУ

Населенный пункт: г. Ульяновск

На сегодняшний день сложилась критическая ситуация с инженерными кадрами, так как, произошел разрыв поколений. Мы все выходцы из СССР, и знаем, что произошло за эти годы. Фактически в производстве исчезло среднее поколение, на производстве работают специалисты те, кому за 60 и выпускники ВУЗа. К сожалению, специалистов в возрасте от 40 до 50 лет практически в производстве нет. Это не только в оборонной промышленности, но и в производстве вообще.

«Каждый инженер сможет быть экономистом, но не каждый экономист сможет стать инженером».

Инженер - это действительно, универсальная профессия. Дорога в будущее каждому ребенку.

Поэтому, ближайшие лет 20 инженерные специальности будут очень востребованы на рынке профессий. Уже на сегодняшний день очень ощущается потребность в инженерных кадрах не только в нашем регионе, но и в соседних. Промышленность развивается, а инженерных кадров нет.

Проект «Инженерный класс высоких технологий», который реализуется в МБОУ «Ульяновский городской лицей при УлГТУ» - это проект между лицеем, ФГБОУ ВО Ульяновским государственным техническим университетом и АО «Ульяновский механический завод». Это серьёзный трехсторонний партнерский проект, который реализуется с целью подготовки молодых специалистов для предприятий военно-космической обороны со школьной скамьи, подготовки выпускников к осознанному профессиональному выбору. Наш проект, это часть проекта непрерывного инженерного образования, который реализуется в Ульяновской области. Конечно, школа не может давать инженерного образования, но у школы совсем другая задача: сформировать готовность у детей к непрерывному инженерному образованию в течение всей жизни, формирование у обучающихся осознанного стремления к получению образования по инженерным специальностям и рабочим профессиям технического профиля.

Инженер является посредником между наукой и производством, эффективная работа которого все в большей мере зависит от качества инженерно-технических решений на стадиях исследовательской и проектной деятельности. Человек, который выбрал инженерную специальность, должен учиться всю жизнь. Наша цель: сформировать осознанный выбор у детей, чтобы ребенок понял, что инженерное образование, это – его. Конечно, абитуриентская подготовка тоже очень важна, и для этого в лицее создана мотивационная среда, способствующая повышению качества образования будущих инженеров.

Все школьники когда-то становятся абитуриентами, а абитуриенты – студентами, а студенты технических вузов - инженерами. Проект «Инженерный класс высоких технологий», которые мы сейчас реализуем, имеет такую цель в далекой перспективе, в ближайшей перспективе – это заинтересовать учеников такими предметами, как физика, математика, информатика.

Деятельность инженера в современном производстве требует междисциплинарных знаний и имеет широкопрофильный творческий характер. Именно поэтому инженерное мышление – особый вид мышления, системное мышление, позволяющее ему видеть проблему с разных сторон, «в целом», быстро, точно и оригинально решать поставленные задачи, направленные на удовлетворение технических потребностей в знаниях, способах, приемах, с целью создания технических средств и организации технологий.

Ведущая роль в формировании инженерного мышления учащихся принадлежит дисциплинам естественнонаучного цикла. В процессе изучения естественнонаучных дисциплин происходит развитие различных ключевых компетенций, необходимых будущему инженеру, например, информационной компетенции, экологической, коммуникативной и пр., в том числе и деятельностнотворческой.

Естественнонаучные дисциплины вносят наиболее существенный вклад в развитие у школьников мотивации к изобретательской деятельности (от ситуативных интересов до устойчивых мотивов, перерастающих в дальнейшем в ценностные ориентации и убеждения) и приобретение учащимися практического опыта различных видов конструкторской и изобретательской деятельности: изготовление моделей, конструкций и установок, выполнение домашних опытов и экспериментов, проведение комплексных исследований природных объектов и явлений, выполнение проектов технической направленности и др.

Рассмотрим некоторые наиболее эффективные пути формирования у школьников деятельностно-творческой компетенции в процессе изучения естественнонаучных дисциплин.

1. Сообщение дополнительного учебного материала, связанного с развитием техники в регионе; дополнение учебного материала сведениями об инновациях в нашей стране и регионе (в частности, в Ульяновской области), об известных изобретателях в своей области.

Такие сведения вызывают у школьников чувство гордости за своих земляков, уважения к своему Отечеству, позволяют осознать то, что творчество, изобретательство являются необходимым условием успешного развития страны, значимым и востребованным для региона, и повышают мотивацию к подобного рода деятельности.

Примеры тем для докладов:

• • Особо охраняемые природные территории Ульяновской области;
• • Использование ультра- и инфразвука в промышленности, медицине и технике.
• • Современные краски, используемые на предприятии АО «Спектр-Авиа»
• • Палеонтологичесские памятники природы
• • Радиация на службе человеку (Димитровградская АЭС) и т.д.

2. Решение задач с техническим содержанием. Такие задачи позволяют показать практическую значимость физики, ее роль в развитии техники и вносят существенный вклад в развитие инженерного мышления учащихся.

3. Организация внеурочной деятельности.

4. Экскурсии. Такая форма организации деятельности школьников объединяет учебный процесс в школе с реальной жизнью и обеспечивает учащимся в процессе непосредственного наблюдения знакомство с промышленностью региона, историческими изобретениями, современными техническими достижениями. Объектами экскурсий могут быть научные лаборатории, музей метеорологической станции Симбирска, планетарий, Краеведческий музей, промышленные предприятия и пр.

5. Домашние эксперименты и исследования. Экспериментируя с простым оборудованием, с домашними бытовыми приборами, школьники получают увлекательный опыт творческой, изобретательской деятельности. Систематическое выполнение домашних экспериментов побуждает школьников к дальнейшим исследованиям, открытию или изобретению чего-то нового.

Примеры заданий:

• Распознавание белка и получение казеинового клея»

• Самостоятельно изготовить модель воздушного шара и рассчитать его подъемную силу.

Выращивание кристаллов

6. Научно-практические мероприятия (конференции, олимпиады, конкурсы и т.п.) Участвуя в различных научно-практических конференциях, конкурсах, учащиеся расширяют свои представления о существующих проблемах, потребностях общества, их возможных решениях. При этом у школьников возникают собственные идеи. Организуемые в области мероприятия, такие как научно-практическая конференция, День науки, экологические акции способствуют реализации творческих возможностей молодежи и осознанному выбору будущей траектории профессионального развития. Эффективное формирование у школьников опыта применения на практике умений, относящихся к данной компетенции, и развитие соответствующих ей ценностных ориентаций может осуществляться только при целенаправленной организации как урочной, так и внеурочной деятельности с участием всех субъектов образования (родителей, педагогов дополнительного образования) и с привлечением дополнительных возможностей образовательной среды региона (музеи, выставки, конкурсы, конференции и пр.).

Современные требования к инженерному образованию предполагают подготовку профессионалов, способных к комплексной исследовательской, проектной и предпринимательской деятельности, направленной на разработку и производство конкурентоспособной научно-технической продукции, готовых к творческой работе в команде.

1. file0.docx.. 18,7 КБ
2. file1.ppt.zip.. 12,0 МБ

Опубликовано: 04.05.2021