Инженерное мышление и ошибки, которые двигают прогресс
Автор: Черткова Юлия Алексеевна
Организация: МБОУ СОШ №135
Населенный пункт: г.Снежинск
|
Технологии: • развитие критического мышления |
||||
|
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. |
||||
|
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.



