Инженерное мышление и ошибки, которые двигают прогресс

Автор: Черткова Юлия Алексеевна

Организация: МБОУ СОШ №135

Населенный пункт: г.Снежинск

 

Технологии:

• развитие критического мышления
• проблемное обучение
• кейс-технология
• коучинговые технологии
• технология сотрудничества
• личностно-ориентированный подход
• ИКТ

Тип урока: Урок открытия новых знаний (проблемно-исследовательский, с элементами коучинга).

Решаемые учебные задачи:

1. Познакомить учащихся с понятием инженерного мышления и примерами инженерных ошибок.

2. Научить анализировать причины инженерных просчётов и выявлять когнитивные искажения.

3. Развивать умение делать выводы, формулировать уроки из ошибок, применять инженерный подход к анализу информации.

Элемент формирования инженерной культуры:

1. Развитие умения решать инженерные задачи — через анализ реальных инженерных кейсов и поиск оптимальных решений.
2. Бережливое мышление — выявление ошибок, связанных с неэффективностью проектирования и ресурсными потерями.
3. Разговор об истории развития инженерного дела — рассмотрение реальных примеров из британской инженерной истории.

Планируемые образовательные результаты:

Предметные:

 

Предметные: Знакомство с понятием инженерного мышления и когнитивных искажений. Освоение подхода «проблема — гипотеза — проверка — вывод».

Метапредметные:

 

Познавательные УУД - формирование основ метапредметных связей, развитие наблюдательности и умения анализировать.

Регулятивные УУД

Развитие умения самостоятельно приходить к логическим выводам, оценивать и сравнивать;

умение осуществлять действие по образцу и заданному правилу;

контроль полученного результата;

контроль и оценка своей деятельности в рамках урока.

Коммуникативные УУД - умение слушать и вступать в диалог, участвовать в коллективном обсуждении, сотрудничество со сверстниками и учителем; умение задавать вопросы с целью получения необходимой для решения проблемы информации.

Личностные:

 

Формирование ответственного отношения к учению, готовности и способности к саморазвитию и самообразованию на основе мотивации к обучению и познанию, формирование инженерной культуры и бережливого мышления; развитие умения работать в паре; осознание ценности ошибок, интерес к инженерным профессиям, развитие бережливого мышления.

 

Основные понятия, рассматриваемые на уроке: инженерное мышление, когнитивное искажение, ошибка выжившего, эффект подтверждения, анализ, система, решение.

Ценность, рассматриваемая на уроке: Ответственность, рациональность, ценность опыта и ошибки как источника развития.

Используемые на уроке средства ИКТ:

Персональный компьютер (ПК) учителя, мультимедийный проектор, экран.

Электронные образовательные ресурсы: презентация.

Организационная структура урока:

Этап урока

Содержание деятельности учителей

Содержание деятельности учащихся

1.Организационный момент

(2 мин)

Приветствует учащихся, просит проверить свою готовность к уроку. Отмечают отсутствующих на уроке, организует эмоциональный настрой учащихся на урок.

Проверяют готовность к уроку, настраиваются на работу на уроке.

2.Актуализация опорных знаний (5 мин).

Коучинговые вопросы: «Что делает инженера инженером?», «Можно ли ошибаться, создавая что-то новое?»

Отвечают, высказывают мнения, формулируют ассоциации.

3.Формулирование темы урока (2 мин)

Демонстрирует фото/видео инженерной ошибки (например, мост Тай). Выводит тему урока.

Формулируют тему и цели урока.

4.Проблемная ситуация (5 мин)

Предлагает тезис: «Ошибки инженеров могут двигать прогресс». Обсуждение.

Формулируют маршрут урока.

Выдвигают предположения.

5.Актуализация опорных знаний, в том числе связанных с инженерной направленностью (1 мин)

Напоминает, что инженер — это аналитик, исследователь, проектировщик.

Вспоминают известные инженерные профессии.

6.Изучение нового материала (связь с инженерной направленностью) и практическая работа (10 мин)

Рассказывает о когнитивных искажениях и инженерных ошибках (мост Тай, HMS Captain, Millennium Bridge, Walkie-Talkie).

Приложение 1

Слушают, делают записи, задают вопросы.

7.Практическая самостоятельная работа (10 мин)

Раздаёт кейсы, предлагает определить ошибки и предложить решения. Обсуждение в группах.

Записывают задание.

8. Домашнее задание (2 мин)

Предлагает выбрать задание: эссе или инфографика.

Фиксируют домашнее задание.

9. Подведение итогов урока, рефлексия (3 мин)

Задаёт вопросы: «Что сегодня было самым неожиданным?», «Как ошибки могут быть полезны?»

Отвечают устно или письменно, оценивают свою работу/ взаимооценка

 

 

ПРИЛОЖЕНИЕ

Реальные инженерные ошибки из британской истории


1. Тауэрский мост (Tower Bridge, Лондон) — ошибка гидравлики при первых испытаниях (1894)
Что случилось:
Во время первых тестов разводного механизма моста одна из гидравлических систем дала сбой — клапаны были неправильно рассчитаны, и створки поднимались неравномерно. Это могло привести к обрушению конструкции.
Причина ошибки:
Недооценка нагрузки и человеческий фактор — инженеры доверяли устным расчётам, а не проверяли данные многократно.
Вывод:
После инцидента в инженерии Великобритании стали системно внедрять двойную проверку расчётов и дублирование систем безопасности.

2. Корабль “Vasa” британского дизайна? Нет, но аналогичная ошибка — “HMS Captain” (1870)
Что случилось:
Британский военный корабль HMS Captain был построен по инновационному проекту с низким корпусом и тяжелыми орудиями. Однако центр тяжести оказался слишком высоким, и корабль перевернулся при первом сильном ветре. Погибли более 450 человек.
Причина ошибки:
Избыточная уверенность в новой идее и игнорирование мнений инженеров, предупреждавших о рисках (типичное когнитивное искажение — эффект подтверждения).
Вывод:
После катастрофы британский флот ввёл жёсткие процедуры тестирования прототипов и проверки баланса кораблей.

3. Железнодорожная катастрофа на мосту Тай (Tay Bridge Disaster, 1879)
Что случилось:
Во время шторма рухнул мост через реку Тей в Шотландии, по которому в тот момент проходил пассажирский поезд. Погибли все 75 человек.
Причина ошибки:
Недооценка силы ветра и усталости металла. Инженер Томас Бауч полагал, что «ветровая нагрузка несущественна» и сэкономил на укреплениях.
Вывод:
После трагедии в Великобритании впервые разработали национальные стандарты безопасности мостов и требования к расчёту ветровых нагрузок.

4. Мост Миллениум (Millennium Bridge, Лондон, 2000)
Что случилось:
В день открытия пешеходный мост через Темзу начал сильно раскачиваться, и его пришлось закрыть через 2 дня.
Причина ошибки:
Инженеры не учли резонанс, возникающий, когда люди идут в ногу. Колебания усиливались каждым шагом.
Вывод:
После добавления демпферов мост стал безопасным. Сейчас этот случай изучают как пример непредсказанных эффектов взаимодействия человека и конструкции.

5. Здание “Walkie-Talkie” (20 Fenchurch Street, Лондон, 2013)
Что случилось:
Фасад небоскрёба изогнут так, что солнечные лучи фокусировались на улице, создавая эффект «солнечной печи». Температура на тротуаре достигала +90°C — плавились пластиковые детали машин!
Причина ошибки:
Ошибка в моделировании отражения света и игнорирование тестов в реальных условиях.
Вывод:
На фасад установили специальные панели, рассеивающие солнечные лучи. Этот случай стал классикой ошибки проектирования и иллюзии контроля.

6. Станция метро “Moorgate” (1975)
Что случилось:
Поезд въехал в тупик со скоростью 60 км/ч — машинист не затормозил. Инженерная система безопасности не имела автоматического стоп-сигнала.
Причина ошибки:
Переоценка человеческого фактора и отсутствие автоматических систем защиты.
Вывод:
После трагедии была внедрена система Automatic Train Protection (ATP) — прототип современных систем безопасности на железных дорогах.


Опубликовано: 03.11.2025