Как да започнем инженерно образование в училище. Подходи към инженерното образование в началното училище. Какво наистина можеш да направиш
НАЧАЛОТО НА ИНЖЕНЕРНОТО ОБРАЗОВАНИЕ В УЧИЛИЩЕТО
НАЧАЛОТО НА ИНЖЕНЕРНОТО ОБРАЗОВАНИЕ В УЧИЛИЩАТА
A.C. Прочети, A.C. Грачев
КАТО. Чиганов, А.С. Грачев
Техническо мислене, инженерство, физика, математика, компютърни науки, технологии, образование, изследвания, роботика, дизайн, модел, мрежов принцип.
Статията разглежда актуалността на първоначалното обучение на инженерния персонал в най-ранен етап - в основното и средното училище. Описани са подходи за развитие на техническото мислене на учениците, които дават възможност за създаване на устойчив интерес към инженерството сред утрешните студенти и завършили технически университети в страната. Обръща се внимание на необходимостта от създаване на педагогически условия за развитие на инженерните способности в средното училище. Разглежда се ролята на педагогическия университет в подготовката на учители за решаване на проблемите на инженерната подготовка на учениците, специалната подготовка на учител, който може активно да развива техническото мислене на учениците.
Техническо мислене, инженерство, физика, математика, компютърни науки, технологии, образование, изследвания, роботика, проект, модел, мрежов принцип. Тази статия повдига въпроса за значението на основното обучение на инженерите в най-ранен етап – в средните и гимназиалните училища. Работата описва подходите за развитие на техническото мислене на учениците, позволяващи да се мотивират бъдещи студенти и завършили технологични университети на страната. Авторите посочват неотложността на създаването на педагогически условия за развитие на инженерните умения в средното училище. ролята на образователните колежи в обучението на учители за решаване на проблемите на студентите по инженерно образование и в специалното обучение на учителите, за да могат да развият техническото мислене на учениците.
В момента Русия изпитва остър недостиг на висококвалифицирани инженерни кадри с развито техническо мислене, способни да осигурят възхода на иновативните високотехнологични индустрии.
Актуалността на обучението на инженерния персонал се обсъжда както на регионално ниво, така и на федерално ниво. В подкрепа на това цитираме речта на президента на Русия V.V. Путин „... Днес в страната има очевиден недостиг на инженерно-технически работници и преди всичко на работници, отговарящи на сегашното ниво на развитие на нашето общество. Ако наскоро говорехме за това, че сме в период на оцеляване на Русия, сега mh! навлизаме на международната арена и трябва да предоставяме конкурентни продукти, да въвеждаме модерни иновативни технологии, нанотехнологии, а това изисква подходящи кадри. А днес, за съжаление, ги нямаме...” [Путин, 2011].
В тази статия ще бъдат описани подходи за развитие на техническото мислене на учениците, които ще създадат устойчив интерес към инженерството сред днешните ученици – утрешните студенти и завършилите технически университети в страната.
Планираме да определим педагогическите условия за развитие на техническото мислене у учениците.
Искаме да изкажем искрената си благодарност към ОК РУСА/1 за финансовата и практическа подкрепа на проекта „Образователен център по природни науки на името на А.И. М.В. Ломоносов".
Според нас е твърде късно да се събуди интерес към технологиите и изобретенията у млад човек, който завършва гимназия и се готви да влезе в университет. Необходимо е да се създадат педагогически условия за развитие на техническото мислене в гимназията и при спазване на определени развиващи действия в по-ранна възраст. Дълбокото ни убеждение е, че ако тийнейджър на 11-13
години не обича да работи самостоятелно с дизайнер, не е запален по красивите и ефективни технически проекти, за бъдещо инженерно обучение най-вероятно вече е загубен.
За развитието на техническото мислене на ученик в 8-11 клас е необходима активна позиция на учител по физика, математика, информатика или технология и това може да се нарече първото педагогическо условие, тъй като развитието на инженерните способности и в крайна сметка съзнателният избор на посоката на професионално образование ще зависи пряко от това.дейности на момче или момиче. В същото време активната позиция на учителя не може да възникне сама, необходимо е системно и съзнателно развитие и обучение на бъдещ или вече работещ учител, насочен към овладяване на педагогически технологии, които позволяват подготовка на инженер. Като цяло, както театърът започва с закачалка, така и инженерното образование трябва да започне с подготовката на училищен учител за дейности в тази посока. Ето защо педагогическият университет е първата стъпка в подготовката на учител, способен да развива и поддържа мотивацията за техническо творчество на учениците.
Считаме за необходимо да отбележим, че този проблем не се появи вчера. От XVIII век в руската държава имаше специална грижа за образованието на инженерния елит, така наречената „руска система на инженерно образование“.
Както правилно отбелязва V.A. Рубанов, „преди революцията един невероятно силен ураган по някакъв начин премина през Съединените щати. Разрушиха всички мостове в щата, с изключение на един. Този, който е проектиран от руски инженер. Вярно е, че по това време инженерът беше уволнен - заради ... неоправдано висока надеждност на конструкцията - това беше икономически неизгодно за компанията" [Рубанов, 2012, с. едно].
Има значителни разлики между инженерното обучение преди революцията и сегашното състояние, пише изследователят в своята работа: „Руската система се основаваше на няколко
прости, но изключително важни принципи. Първото е фундаменталното образование като основа на инженерните знания. Второто е съчетаването на образование с инженерно обучение. Третият - практическа употребазнания и инженерни умения за решаване на неотложни проблеми на обществото. Това показва разликата между образование и обучение, между знания и умения. Така че днес ние сме навсякъде и с вдъхновение се опитваме да преподаваме умения без подходящо основно образование“ [пак там].
И още нещо: „... Без фундаментални знания човек ще има набор от компетенции, а не комплекс от разбирания, начини на мислене и умения - това, което се нарича висока инженерна култура. Техническите иновации трябва да се овладяват „тук и сега“. Но образованието е нещо друго. Изглежда, че Даниил Гранин има точна формула: „Образованието е това, което остава, когато всичко научено е забравено“ [пак там, с. 3].
Въз основа на гореизложеното обобщаваме, че характерна черта на подготовката на инженер е солидна естествено-научна, математическа и философска основа на знанието, широтата на интердисциплинарно системно-интегративно знание за природата, обществото, мисленето, както и високо нивообщопрофесионални и специални професионални познания. Тези знания осигуряват активност в проблемни ситуации и позволяват решаване на проблема с обучението на специалисти с повишен творчески потенциал. Освен това е много важно бъдещият инженер да овладее методите на проектантска и изследователска дейност.
Дизайнерските и изследователските дейности се характеризират с това, че при разработването на проект елементите на изследване задължително се въвеждат в дейностите на групата. Това означава, че според „следи“, косвени знаци, събрани факти е необходимо да се възстанови определен закон, ред на нещата, установен от природата или обществото [Леонтович, 2003]. Подобна дейност развива наблюдателност, внимание, аналитични умения, които са компонент на инженерното мислене.
Ефективността на прилагането на проектни дейности за развитие на техническото мислене се потвърждава от формирането на специални личностни качества на учениците, участващи в проекта. Тези качества не могат да бъдат овладени вербално, те се развиват само в процеса на целенасочена дейност на учениците в хода на проекта. При изпълнение на малки местни проекти основната задача на работната група е да получи завършен продукт от съвместната си дейност. В същото време се развиват такива важни качества за бъдещия инженер като способността за работа в екип, споделяне на отговорност за взетото решение, анализ на получения резултат и оценка на степента на постигане на целта. В процеса на тази екипна дейност всеки участник в проекта трябва да се научи да подчинява своя темперамент и характер на интересите на общата кауза.
Въз основа на анализа на научни източници и всичко по-горе, ще определим основните условия за развитието на техническото мислене на учениците, които са необходими за осъществяването на по-нататъшно инженерно обучение:
Фундаментално обучение по физика, математика и информатика по специално разработени програми, които са логически свързани помежду си и отчитат технологичната пристрастност на преподаването на тези дисциплини;
Гръбнакът и интегриращ всички основни дисциплини е предметът "Роботика и Ка";
Активно използване в учебния процес на втората половина на деня за проектно-изследователска и практическа дейност на учениците;
Акцентът в обучението не е върху надарените ученици, а върху учениците, които се интересуват от развитието на техническото мислене (ученето зависи от степента на мотивация, а не от предишния академичен успех);
Учениците се събират в „инженерна група” само за задължителни часове по физика, математика и информатика, а през останалото време са в редовните си занятия (преподавателска група).
учениците не са структурно отделени в отделен клас от паралелните си);
Обучението на "инженерната група" се основава на мрежовия принцип.
Нека разгледаме по-отблизо тези условия.
Като първо условие отделяме фундаментална подготовка по основните основни дисциплини – физика, математика, информатика. Без ключови, фундаментални познания по физика и математика е трудно да се очаква по-нататъшен успешен напредък в овладяването на основите на техническото мислене от учениците. В същото време фундаменталната подготовка за бъдещи физици и инженери са две много различни неща. При развитието на техническото мислене основното изискване от предмета физика е реалното разбиране на явленията, възникващи по време на техническото изпълнение на конкретен проект. Достатъчният математически опит ви позволява първо да направите предварителна оценка необходими условия, а в бъдеще и точно изчисляване на условията за внедряване на бъдещото устройство. Строгото доказателство, присъщо на математическите дисциплини, и дълбокото теоретично вникване в същността на физическото явление не са жизненоважна необходимост за инженерната практика (често това може дори да навреди на приемането на информирано техническо решение).
Според V.G. Горохов, „инженерът трябва да може да прави нещо, което не може да се изрази с една дума „знае“, той също трябва да има специален тип мислене, което се различава както от обикновеното, така и от научното“ [Горохов, 1987].
Фундаменталната подготовка на бъдещите инженери се постига чрез разработването на специални програми по физика, математика и информатика, които до голяма степен са интегрирани помежду си. Увеличен е броят на учебните часове спрямо редовната училищна програма (физика - 5 часа вместо 2, математика - 7 часа вместо 5, информатика - 3 часа вместо 1). Разширяването на програмите до голяма степен се дължи на използването в обучението на семинари, насочени към решаване на приложни и технически проблеми, както и
същото изпълнение на изследователски проекти следобед.
Предметът роботика е системообразуващ и интегриращ за всички основни предмети на обучение. Създаването на робот ви позволява да обедините физическите принципи на дизайна в едно цяло, да оцените неговото изпълнение, да изчислите неговите действия и да го програмирате, за да получите определен завършен резултат.
За разлика от други подобни училища, в които основното и допълнителното образование не са свързани в единен учебен процес, нашите програми използват възможностите на допълнителното обучение в следобедните часове за тяхното реализиране. Те включват семинари и дизайнерски и изследователски дейности на ученици. В процеса на тази работа студентите изпълняват малки завършени инженерни проекти, които им позволяват да прилагат знанията, придобити във всички основни дисциплини. Тези проекти включват всички основни етапи на реалната инженерна дейност: изобретяване, проектиране, проектиране и изработване на наистина работещ модел.
Друго условие за изграждане на инженерно образование е фокусът не върху надарени ученици с високи постижения, а върху студенти, които се интересуват от инженерство и които може да нямат много високи постижения по основни предмети. В нашето образование ние се стремим да развиваме способностите за учене и техническото мислене на учениците, които не са се проявили до този момент, като използваме високия им интерес към тази област на знанието. За това са насочени специални образователни процедури, като: екскурзии до музеи и предприятия, индивидуални и групови турнири, посещения на университетски лаборатории и организиране на занятия в тях. За тази цел в Института по математика, физика, информатика, KSPU на име. В.П. Астафиев е създадена специална лаборатория по роботика, предназначена да провежда занятия с ученици и студенти.
В момента значителен брой училища имат специализирани физико-математически паралелки и може да се предположи, че такива паралелки се справят успешно с подготовката на студенти, склонни към инженерство, но в действителност това не е така. В часовете по физика и математика основните предмети се изучават по-подробно, но това е всичко и това не позволява на учениците да научат повече за професията на инженер и още повече да „усещат“ какво означава да си инженер.
В профилните класове се изучава една и съща училищна програма, макар и по-задълбочено, което може би ще позволи на децата да знаят по-добре този или онзи предмет, но не им помага да придобият инженерни умения.
Инженерното образование, освен изучаването на училищната програма, трябва да позволи на учениците да комбинират знанията, които са придобили по всички основни предмети, в едно цяло. Това може да се постигне чрез въвеждане на единен технически компонент в програмите по основните предмети (в тяхната практическа и учебна част).
Освен това процесът на реформиране на съществуващите образователни структури с цел обособяване на специализирана паралелка е болезнен и двусмислен. Често нежеланието за преминаване в друга класа, прекъсване на съществуващите социални и приятелски връзки е по-високо от интереса към нова когнитивна област. Друг аргумент срещу създаването на отделни специализирани паралелки в училището е първоначалният елитен характер на обучението им.
Според нас Е.В. Крилов: „... Работих в Новосибирския университет в курса на математически анализ и наблюдавах по-нататъшната съдба на завършилите специализирани училища. Убедени, че знаят всичко, те често се отпускаха през първата година на университета и година по-късно губеха от ученици, които идваха от редовни училища“ [Крилов, Крилова, 2010, с. 4].
В проекта реализираме „Учебен център по природни науки. М.В. Ломоносов (CL) „за часовете по математика, физика и информатика учениците се събират в специално
специализирани лаборатории от техните постоянни класове. След като завършат часовете по останалите предмети, учениците се връщат към обичайните си установени часове и служат като водачи и агитатори за ползите от развитието на инженерното образование в училищната среда.
В случай на създаване на специален клас ние решаваме много организационни проблеми наведнъж, но в същото време лишаваме учениците от възможността да развият самостоятелност и отговорност, тъй като тези компетенции могат да се развият само при определени условия и тези условия липсват, когато учи в специален клас.
Този проект се разработва и изпълнява от нас от 2013 г. Екипът на проекта включва служители на Института по математика, физика, информатика на KSPU. В.П. Астафиева, представители на администрацията и учители на гимназията1. Въз основа на трудовия опит през 2013-1014 г. нашият екип по проекта стигна до съзнателно решение за необходимостта от организиране на инженерно училище на мрежов принцип. Необходимостта от мрежово устройство е продиктувана от невъзможността да се осигури пълно развитие на техническото мислене и инженерното образование, като се използват ресурсите на която и да е една образователна структура. Инженерното образование всъщност е многовариантно и изисква участието в образователния процес на различни представители на различни нива на образование (училище и университет), представители на производствения сектор на икономиката и родители.
Мрежовото взаимодействие позволява съвместно разработване на оригинални образователни програми. На базата на екипите на всички участници в проекта се формира общ екип от учители и представители на професията. Оборудването и помещенията на всяка организация се споделят от членовете на мрежата, а проектът е съфинансиран.
В рамките на училището има структури за допълнително образование, които са готови да бъдат
партньори в това образование. Една от тези структури е пряко предназначена за формирането и развитието на техническото мислене на учениците - това е "Центърът за младежко иновативно творчество (ЦМИТ)", където е инсталирано уникално цифрово оборудване за 30-типиране, другата е "Младежки Научноизследователски институт на гимназията (МИИГ)“, който се занимава с проектантска и изследователска дейност с ученици следобед.
Нека обозначим всички равни субекти на съществуващото понастоящеммрежи и разкриват техните функции.
Красноярска университетска гимназия № 1 "Univers" - осигурява и контролира учебното натоварване на учениците в основното образование през първата половина на деня и частично през втората.
Институции за допълнително образование (TsMIT, MIIG) - изпълняват проектната натовареност на учениците следобед.
Педагогически университет (KSPU) - осъществява разработването и контрола на образователните програми на центъра по отношение на развитието на техническото мислене.
Предприятия (RUSAL, Красноярски радиозавод, руски клон на National Instruments) - осигуряват технологични аспекти и професионално обучение на базата на своите учебни центрове и оборудване.
Родители - финансират допълнителни образователни услуги, участват в организирането на теренни събития, оказват влияние върху учениците чрез отделни представители, които притежават инженерни професии.
Такова мрежово устройство е възможно с работата на единен, открит екип от педагози, представители на професиите и заинтересовани родители.
В същото време всеки субект от тази мрежа може да изпълнява свои специфични функции в съвместния образователен процес. По отношение на Центъра за природни науки. М.В. Ломоносов, текущата структура на мрежата е показана на фиг.
Ориз. Схема на мрежовото устройство на Центъра
Сега да се върнем към въпроса за ролята на педагогическия университет в подготовката на кадри за решаване на проблемите на инженерното обучение на ученици. За да подготви учител, който е готов активно да развива техническото мислене на ученика, е необходимо неговото специално и целенасочено обучение. Така се случи, че в рамките на Института по математика, физика, информатика има всички необходими професионални възможности за обучение на такъв учител. В рамките на института има катедри по математика, физика, информатика и технологии. В момента институтът е разработил и приел двупрофилна бакалавърска програма, свързваща физика и технологии. Програмата за обучение на бъдещ учител по технологии сега се преработва въз основа на задачите на инженерното училище. Променена е програмата за математическа подготовка на учениците, добавени са курсове по начертателна геометрия, графика и чертане. Учебните материали по тригонометрия, елементарни функции и векторна алгебра са значително променени. Студенти-технологи се обучават по дисциплината "Роботика". В момента де-
Правят се опити за промяна на обучението по физика чрез свързване на физическите практики с технологични приложения.
Библиографски списък
1. Горохов В.Г. Знайте да правите. М., 1987.
2. Крилов Е.В., Крилов О.Н. Преждевременното развитие – вреда за интелекта? // Акредитация в образованието. 2010. No 6 (41). Септември.
3. Леонтович A.V. Основни концепции на концепцията за развитие на изследователски и проектни дейности на учениците // Изследователска работа на ученици. 2003. No 4. С. 18-24.
4. Путин В.В. Мнения на руски политици за липсата на инженерен персонал. 04/11/2011 // Държавни новини (GOSNEWS.ru). Интернет издание [Електронен ресурс]. URL: http://www.gosnews.ru/business_and_authority/news/643
5. Рубанов В.А. Проекти насън и в действителност, или За руската система за обучение на инженери // Независимая газета. 2012. 12. бр.25.
В Архангелск, един от първите опити за въвеждане на роботиката в училищна програма, развитие на мисленето и вдъхновението.
— Денис Генадиевич, разкажете ни как започна вашият път в образователната роботика. Кога започна да се интересуваш от нея? Как започна всичко?
Има ли ден, който драматично промени мирогледа ми? По принцип два дни. На 1 септември 2006 г. най-накрая започнах работа като учител в училище. В този момент нашето училище все още нямаше втора кабинета по информатика и трябваше да тичам из класните стаи и да преподавам информатика на учениците с тебешир в ръка. Когато преди 10 години сте работили като инженер в IT компания, контрастът е спиращ дъха. Следователно на първия етап беше необходимо да се създаде нормален кабинет. Принципно кабинетът по информатика придоби разпознаваемия си вид през лятото на 2008 г. Възникна вторият въпрос: във формата, в която компютърните науки присъстваха в учебниците, тази академична дисциплина не ме зарадва особено. Освен това през 2008 г. в 5-ти клас дойдоха приказно талантливи деца. „Да дадете учебник“ на такива деца не е самоуважение.
Така се случи, че по това време получих наградата на кмета и се озовах в магазин „Детски мир“, който продаваше комплекта Lego MINDSTROMS NXT с намаление. Сумите съвпадаха. И на следващия ден 10-класниците с удоволствие изучаваха самостоятелно дизайнера по роботика и останаха в офиса 6 часа. И тогава всичко започна да се развива много активно. Сега в нашата гимназия имаме най-добрата база за техническо творчество в областта на роботиката в Архангелска област и имаме всичко: Lego WeDo, MINDSTORMS, VEX, ARDUINO, myDAQ, myRIO, TRIK и т.н., и т.н.
Тези деца от 2008 до 2015 г. (5-11 клас) със своя талант, просто неудържимо желание да учат, на практика ги принудиха да работят, работят, работят. Досега всички роботици ги помнят: как беше възможно да се изучава техническо зрение на платформата TRIK до 22:30 часа на 30 декември, докато се учи в 11 клас? И не защото имаше някакви състезания или конференции (нямаше такива). И защото е интересно и се оказва.
— Разкажи ни за себе си, къде учи, какъв е твоят професионален път?
- По образование - учител по математика, информатика и компютърни технологии. Завършва с отличие Поморския държавен педагогически университет на името на М.В. Ломоносов, това е в Архангелск. По-нататък образователна институциястава част от Северния (арктически) федерален университет на името на М. В. Ломоносов. Той обаче не отиде веднага на училище. Служил в Гранични войски научна дейноств аспирантура (теория на полугрупите; но не се защити), работи като инженер, в същото време се интересува от физиката на кондензирано състояние на материята, научи се да пише научни статии ...
И едва след това, имайки знанията, методологията, опита и разбирането какво ще правя и как, отидох на работа „според професията си”.
Защо техническото творчество е важно? „Откриват ли се“ бъдещите инженери на уроците по роботика?
— Инженерите трябва да бъдат обучени и се обучават в университета. И инженерите се получават, когато те самите, след като са получили образование, изпълняват инженерни проекти и изпълняват инженерни задачи.
Всичко, което може да направи едно училище: кариерно ориентиране, мотивация, възпитание и развитие. Дори не използвах думата "обучение". Тъй като нищо не може да се научи на никого, а можете само да научите. Затова ние в гимназията се опитваме да създадем условия, в които детето ще има възможност да намери своя път, ще има избор на образователна траектория, която осигурява неговото развитие и ще има мотивация. Тази година 67% от завършилите 9 клас са избрали за изпит информатиката – тук става въпрос за техническото творчество като ефективно кариерно ориентиране.
От друга страна е важно кой се вслушва в отговора. Занимавайки се с техническо творчество, за учителя е по-лесно да работи с деца, тъй като въпросите на образователната мотивация вече не го притесняват. Когато тепърва започвахме да се занимаваме с образователна роботика, проведохме проучвания върху образователната мотивация на учениците. За целта дори преминах през обучение в „Училището на учител-изследовател“, в което кандидатите на педагогическите науки обясняваха как да правят всичко правилно и „според науката“, така че резултатът да е реален, а не този, който наистина искаш. Мотивацията на учениците определено расте.
Информация за родителите: изпратихте детето си в спортната секция (или в близост), изпратихте го в изкуствата, но забравихте ли за развитието на интелигентността? Учителите не го развиват.
Ученици: занимават се с техническо творчество, подобряват се оценките по математика, физика, информатика, английски и руски език. Изненадан? Всеки роботист ще разкаже своя собствена история на успеха. Искате да разберете, че вашите знания всъщност са разпръснати. Да, има оценки, но какво да кажем за знанията? Елате и проверете. Или учиш само за оценки? Когато решавате проблем, учителят винаги знае отговора. Но в роботиката нещата са различни. Ще търсим заедно. Това е истинско творчество, това е вашето независимо мислене!
– В гимназия No24 роботиката е включена в общообразователна програма, Това е вярно? Кога се случи това? В Русия това все още е рядкост.
- Ще започна пак от далече. Образователна организация, в който постъпва на работа през 2006 г., носи следното наименование: „Средно училище No 24 със задълбочено изучаване на учебни предмети по художествено-естетическо направление“. Музика, театър, хореография, визуални изкуства - това са основните предмети. В такава среда беше много очевидно, че на децата наистина им липсва техническият компонент в образователната траектория. Къде да я заведа? Поради тази причина цялото оборудване започна да се използва като методически инструмент за учител по информатика. Учебната програма позволяваше това. Тоест децата програмират както роботи, така и микроконтролери на уроците по информатика (през 2009 г. това се случи с платформата Lego MINDSTORMS, през 2011 г. с платформата Arduino).
След това стартирахме проекта „Начало на инженерното образование в училище“, в рамките на който в специално създадена учебна среда, базирана на инженерни лаборатории, ученици от 5 до 11 клас изучават информатика в тясна връзка с въпросите на физиката, инженерството. , и математика. Така прилагаме STEM образованието (STEM е съкращение за наука, технология, инженерство, математика, т.е. наука, технология, инженерство и математика). По-късно в учебната програма на гимназията петокласниците получиха роботика, а по-големите избираеми предмети по технически направления. Така например 10-класниците от профилен физико-математически клас имат задължителен избираем предмет "Въведение в цифровата електроника", този курс вече използва образователните възможности на платформата myDAQ на известната компания National Instruments.
Така се случи, че през 2012 г. престанахме да бъдем „със задълбочено изучаване на предмети в художествено-естетическо направление” и станахме гимназия.
През 2015 г. прочетох на абитуриентите фрагменти от одобрената Образцова програма за основно общо образование, в която роботиката, микроконтролерите, 3D принтерите станаха неразделна част от компютърните науки в 5-9 клас. И всичко, което преди няколко години беше някаква иновация, стана нещо обичайно.
— Разкажете ни за вашите учебници по роботика, защото това все още са редки учебници в руското образование, без да броим преводите.
- Честно казано, както се казва, материализираха се учебници „не от добър живот“. Просто в този момент (2010 г., тогава предадох първия ръкопис на издателство БИНОМ. Лаборатория на знанието) нямаше нищо освен една книга на Сергей Александрович Филипов. През 2012 г. издателството пусна уъркшоп и работна тетрадка „Първата стъпка в роботиката“ (по-нататък преиздавана 2 пъти). Особеността на ръководството беше, че роботът Lego MINDSTORMS може ефективно да се използва при изучаване на различни теми, например изучаване на координатния метод (който, между другото, е в програмата за компютърни науки) и създаване на прототипи на различни устройства.
През 2013 г. представители на National Instruments предложиха да напишат урок на платформата NI myDAQ, без да ограничават творчеството и идеите. Година по-късно се появи семинарът "Въведение в цифровата електроника", а прекрасната платформа myDAQ действа като ефективен инструмент за това. Ръководството беше публикувано на уебсайта на Intel Educational Galaxy (под формата на публикации), но за съжаление сайтът ще престане да съществува това лято.
През 2015 г. имах късмета да участвам в подготовката на учебното помагало „Микроконтролерите – основата на цифровите устройства“ за образователния комплект Amperka TETRA. Това е програмиране на платформата Arduino в 5-7 клас.
През 2016 г. подгответе учебник „Технологии. Роботика", разделена на 4 части (5, 6, 7 и 8 клас). Може да се използва като семинар за нови учебници по технология (автори: Бешенков С.А., Лабутин В.Б., Миндзаева Е.В., Рягин С.Н., Шутикова М.И.).
В момента пиша книга за моделиране в OpenSCAD. Не знам как ще се развие съдбата й по-нататък, но в моята работа тя е просто жизненоважна за мен. В компютърните науки има такава тема като "Изпълнители на алгоритми", а сред тези изпълнители има чертожник. Според мен не се различава от 3D принтер, а в OpenSCAD моделът не е начертан, а се описва със скрипт на C-подобен език. Това отново е програмиране.
- Как протичат часовете в стая 211? Ами извън часовете? Защо се отказа от кръговия модел?
За първи път децата се сблъскват с технически (инженерни) направления в 5. клас, отново на уроците по информатика или на избираем предмет. И тогава се включва принципът „Ако искаш да живееш в офис, живей!”. Учениците избират кога им е удобно да дойдат. Резултатът е образователна среда, в която учениците от 5-11 клас едновременно правят това, което им харесва в техническото творчество. По-възрастните помагат на по-младите, по-младите “копират” по-възрастните. Това е като училище, не в смисъл на "институция", а като направление в науката и културата.
Моделът на кръга... Няма да критикувам модела на кръга. Моделът на кръга е за финанси и възнаграждение на учителите. Нито един методист, нито един инспектор няма да позволи едновременно да се провеждат занятия с ученици от 5-11 клас, т.к. никой няма да може да напише програма (която, разбира се, трябва да вземе предвид възрастовите характеристики). Всичко е възможно на доброволни начала. Така че нямам кръгове.
През 2015 г. имахме страхотно завършване на ученици в нашата гимназия, които формираха нашата тенденция „Живей в офиса!”. Имах емоционален „взрив“ – в резултат се появи книгата „Началото на инженерното образование в училище“ с логото на Intel на корицата. Ако някой от учителите е на кръстопът дали да започне пътя си към образователната роботика - прегледайте и ще направите недвусмислен избор.
- Използваш различна техника, имаш цели 15 направления. Защо има такова разнообразие? Децата взаимодействат с всичко?
— Първо, разнообразието от оборудване е много удобно за учителя, тъй като позволява да се вземат предвид индивидуалните характеристики на учениците и характеристиките на класа като цяло. Освен това се опитахме да изградим целия възрастов диапазон от 5-11 клас, а това вече е 7 направления наведнъж.
Второ, в специализираните часове по физика и математика се опитваме да предоставим такива области като научни изследвания и проектна дейност. В специализирани паралелки има около 60 човека. Всички ще умрат от скука, ако има само една посока и аз ще бъда първият.
Струва си да се отбележи, че указанията не произтичат от оборудването. Например, във гимназията стартирахме направленията, свързани с технологиите на National Instruments, поради причината, че нашият Северен (Арктически) федерален университет разполага с 8 изследователски и учебни лаборатории, базирани на тяхното оборудване. Тоест във всяка една от областите можете да продължите да работите, след като завършите нашата гимназия.
Всъщност най-вероятно нямаше да имаме толкова голям брой площи и оборудване без завършилите 2015 г. Просто нямах време да им, както се казва, "да донесат черупки". Това издание знаеше и работеше с цялото оборудване: беше разопаковано точно пред тях и много често доставката беше точно на уроците. Ще дам още един пример. В този клас имаше едно момче, което го обожаваше английски език(сега той учи за лингвист), естествено, за него получих дебела книга от 700 страници Arduino Cookbook. Не можете да си представите с каква жажда го „яде“ (тук думата четене не звучи), докато прави експерименти с Arduino. Трима момчета дойдоха да сглобят първия 3D принтер в офиса в неделя, след това изучиха софтуера по-бързо от мен (трябва да го моделираш) и ми помогнаха. Това, което подготвих за уроците за една седмица - усвоиха за 2 дни. Е, трябваше да готвя ново, ново, ново.
— Вие провеждате свой собствен фестивал — RoboSTEM. Първият фестивал ли беше през януари тази година?
— Да, заедно с Архангелския център за младежко иновативно творчество. Първият се проведе тази година. Решихме, че е важно да проведем собствен (регионален) фестивал. Защо сега? Нашите възпитаници по роботика вече са узрели достатъчно: съдийската комисия се състоеше от възпитаници, които се занимаваха с роботика в нашата гимназия и в 17-ти лицей на град Северодвинск (това е друг мощен център за развитие на образователната роботика в нашия регион).
- Как беше? Колко деца участваха в него?
- На 15 януари нашата гимназия № 24 в Архангелск беше домакин на открит фестивал за техническо творчество в областта на роботиката „RoboSTEM“, който събра 132 ученици от 23 училища в Архангелска област. Богатата програма на форума го направи интересен за участници от всички възрасти. За учениците бяха организирани детски площадки, където можеше да се работи/игра с оборудване, изложби за гостите на фестивала. И, разбира се, всеки можеше да се почувства като фен или участник в състезания по роботика.
При откриването на фестивала прощални думи към участниците бяха отправени от: Виталий Сергеевич Фортигин, заместник-председател на Архангелската регионална асамблея на депутатите; Семен Алексеевич Вуйменков, министър икономическо развитиеАрхангелска област; Сергей Николаевич Дерябин - председател на Регионалната асоциация на инициативите за развитие на малки и средни предприятия, генерален директор на InterStroy LLC и други изявени гости на фестивала.
Учениците, участващи във фестивала, подготвиха над 100 модела роботи, сглобени на базата на различни платформи: Lego EducationWeDo, Lego MINDSTORMS, Arduino, VEX EDR, TRIK, NI myRIO и др.
Най-малките участници са 9-годишни ученици. Сред победителите и призьорите на фестивала са представители на 12 училища, като 42% от тях са момичета. Важно е да се поддържа баланс между половете.
От една страна, фестивалът позволява да се подкрепят учениците в страстта им към роботиката, от друга страна, да се привлекат нови участници, да се популяризира тази област на иновативно творчество, да се накарат младите северняци да се почувстват като истински инженери и изобретатели, обучавайки дизайнерите на бъдеще.
Отделно искам да благодаря на компанията Lego Education, която подкрепи нашия фестивал и учреди награди за 5 образователни институции за подготовка на най-добрите отбори и подкрепа на най-добрите треньори.
Как ще се промени фестивалът през 2018 г.? Планирате ли промени в програмата или номинациите?
— Еволюционните промени, разбира се, са планирани. Ще има още номинации. Ще има още състезания. Например ще има състезание за работа с 3D химикалки. Вече закупихме необходимото количество. Ще има олимпиада по Lego WeDo и WeDo 2.0, а учители от Архангелския център за техническо творчество, спорт и развитие на детето ни помагат да я организираме. Конкурсът за 3D моделиране ще бъде строго базиран на T-FLEXCAD.
— В какви други образователни и състезателни проекти участвате? какво планираш?
— Разбира се, най-неочакваният и невероятен резултат от фестивала беше провеждането на олимпиадата на бъдещите инженери през април. Представители на малки бизнес производствени компании, след като посетиха фестивала, си поставиха задачата да направят прототип на шлифовъчна машина на базата на Lego MINDSTORMS, осигуряваща добра повторяемост на действията и ясно описваща математическия модел. Така се появи олимпиадата на бъдещите инженери, която се проведе на 26 април. Победителите в олимпиадата прекараха 4 часа, „предавайки работата си“, както се казва, „на запис“ (диктофон, камера). Решенията на учениците ще бъдат въплътени в реално оборудване, в работещи машини.
Сега на територията на нашата гимназия се реконструира старата оранжерия, в която след приключване на работата ще се помещава център за техническо творчество. Този проект, който се нарича „Промшкола”, се ръководи от неговото партньорство с нестопанска цел „Сдружение в областта на корабостроенето, кораборемонта, машиностроенето и металообработката „Красная Кузница”, което обединява 16 малки предприятия.
Тази година Министерството на икономическото развитие на Архангелска област планира да създаде регионална програма за развитие на роботиката, учителите също са включени в работната група.
Има и „проект“, който трябва да се направи, но той просто не ми е подходящ: урок по роботика, базиран на платформата myRIO на National Instruments. Крайният срок е 01.09.2018 г., тъй като учениците, при които се стартира всичко това, ще бъдат в 11 клас.
- Разкажете ни за вашите успехи, успехите на учениците, какво си спомняте най-скоро?
„Най-важното е, че изградихме система. Надежден, гъвкав, възобновяем.
Тази година имахме събитие, чиито резултати планираме да изхвърлим много внимателно и бавно (и за първи път няма да бързаме никъде). Тази година за 5-ия регионален турнир по роботика Robonord, който се провежда в Северодвинск (тази година на 23 април), повечето от нашите отбори бяха обучени от ученици, тоест не аз бях треньор, а нашите опитни роботици. И на 26 април имаме олимпиада на инженерите на бъдещето, разбира се, аз се подготвях за важна олимпиада. И така, нашите супергерои (треньори) подготвиха отбори по-добре, отколкото аз някога подготвих ученици за състезания (24 награди от 33 възможни).
В същото време 5 отбора от петокласници бяха подготвени от шестокласничката Полина: тя организира всичко и всеки чрез социална мрежа, обясни им регулаторите и никога не използва тази дума (тя ревизира и адаптира цялата теория) , разработи стратегия, контролираше всичко, „бореше се“ със съдии на състезания, цитирайки позиции. И беше много щастлива, когато петокласниците й успяха. Всички ученици от 5 клас знаят защо да се занимават с роботика. Да стане като Полина.
Копосов Денис Генадиевич,MBOU OG № 24 на град Архангелск, учител по компютърни науки,
[защитен с имейл] www.koposov.info
НАЧАЛОТО НА ИНЖЕНЕРНОТО ОБРАЗОВАНИЕ В УЧИЛИЩЕТО
НАЧАЛО НА ИНЖЕНЕРНОТО ОБРАЗОВАНИЕ В УЧИЛИЩАТА
Анотация.
Статията представя опита от организирането и провеждането на инженерно-ориентирани избираеми и факултативни дисциплини по информатика в училище. Обсъждат се въпроси за повишаване на образователната мотивация, професионалната ориентация на учениците.
Ключови думи:
Образование по информатика, избираеми дисциплини, роботика в училище, микроелектроника в училище, учебни лаборатории, информатизация.
абстрактно.
Тази статия описва опита от организирането и провеждането на инженерно-ориентирани избираеми и факултативни курсове по информатика в училище. Обсъжда подобряването на мотивацията за учене, умственото развитие и професионалната ориентация на учениците.
ключови думи:
Образование, K-12, STEM, роботика, микроелектроника, училищни лаборатории, информатизация.
Към днешна дата в Руска федерацияима инженерна криза - недостиг на инженерни кадри и липса на младо поколение инженери, което може да се превърне в фактор, който ще забави икономическия растеж на страната. Това отбелязват ректорите на най-големите технически университети, този въпрос редовно се повдига на правителствено ниво. „Днес в страната има очевиден недостиг на инженерно-технически работници, работници и преди всичко работници, отговарящи на сегашното ниво на развитие на нашето общество. Ако напоследък все още говорихме за това, че сме в период на оцеляване на Русия, сега излизаме на международната арена и трябва да предоставяме конкурентоспособни продукти, да въвеждаме модерни иновативни технологии, нанотехнологии, а това изисква подходящи кадри. И днес ние, за съжаление, ги нямаме ”(Путин В.В.).
Какво обикновено се предлага за промяна на настоящата ситуация? Освен повишаване на статута на професията и издигане заплатиинженери, цялото „разнообразие“ от предложения се свежда до две посоки: засилване на подбора на кандидати и организиране на предуниверситетско допълнително обучение на завършилите в училище или в университета:
„Нуждаем се от други, конструктивни подходи, за да осигурим приток на добре подготвени кандидати, които са ориентирани към влизане в технически университети. Един от тези подходи е широкото развитие на олимпиадите за ученици ... Друг начин за формиране на контингент от кандидати е целевият прием ... Трябва да обърнем най-сериозно внимание на политехническото образование на учениците, да възстановим необходимите обеми на технологично обучение за учениците в средните училища, което е все още сравнително скоро, развиват кръжоци и у дома детско техническо творчество "(Федоров И.Б.);
„Да направим част от 10 и 11 клас „предуниверситет”. Освен училищни учители, там трябва да работят и университетски учители. Следователно, ако прехвърлим част от фундаменталните дисциплини в училище, четири години от програмата в университета ще бъдат достатъчни, за да подготвим не „незавършен“ инженер, а бакалавър, способен да заеме инженерна позиция“ (Похолков Ю.П.).
Вторият подход включва прехвърляне на част от учебния материал към гимназия- на пръв поглед прекрасно предложение "отгоре", но предизвиква възмущение на учителите. Сега има пропаст между средното и висшето образование и нито една от страните не бърза да се срещне: курсове за усъвършенствано обучение за учители могат да се вземат само в институти за напреднало обучение (другите схеми просто не работят). Необходимо е ясно да се разбере какъв процент от учениците в редовното училище са готови да слушат лекции от университетски преподаватели и да се разбере как ще изглеждат учителите в училище на фона на университетски преподаватели и доценти (и обратно). Тази схема е повече или по-малко осъществима само в градските лицеи, което отново няма да е достатъчно, за да задоволи нуждите както на университетите, така и на страната от добре обучени кандидати. Омагьосан кръг, който формира както панически настроения, така и нежелание да се промени нещо или просто да се „назначи“ някой виновен („те не преподават добре в училище“ е най-популярното убеждение на работниците във висшите училища). „Самата образователна система започна да деградира навсякъде. В тази връзка изключително значение придобива най-старата и мощна образователна институция – семейството – със своята способност за холистично образование и предаване на „неформални знания“. Съответно инженерното обучение в университет, в малка фирма, под формата на допълнително образование придобива холистичен личен характер ”(Саприкин Д.Л.) . „Според мен не е необходимо специално да се идентифицират способностите за точните науки. Необходимо е да се разработят кръжоци, избираеми предмети, избираеми курсове, предметни олимпиади - това ще бъде достатъчно. Можете да добавите кариерно ориентиране. За развитието на способностите както в точните, така и в хуманитарните науки е необходимо да се работи според принципа: да се преподава според психологическата готовност за възприятие ”(Крилов Е.В.).
Именно в такава социална среда през 2010 г. започнахме да реализираме проект за създаване на достъпна образователна среда, която да ни позволи да изведем изучаването на компютърните науки на качествено ново ниво, в рамките на което създадохме в нашето училище от 2012 г. - гимназия) инженерна лаборатория (роботика и микроелектроника) и ги използваме в рамките на модела на непрекъснато информационно образование.
Когато започнахме да развиваме тази посока, се оказа, че в Руската федерация няма как да разчитаме на чужд опит, който обикновено се представя от класове с малка група ентусиазирани ученици (3–5 души), т.е. няма работа и изследвания в рамките на прекия образователен процес, няма интегриране и приемственост на инженерните курсове и, разбира се, практически няма учебни материали за обикновените общообразователни училища. Затова при избора на основния вектор за развитие на лабораториите се обърнахме към международни анализи и прогнози.
През 2009 г. Консорциумът за нови медии - международен консорциум от повече от 250 колежи, университети, музеи, корпорации и други ориентирани към обучение организации за изследване и използване на нови медии и нови технологии прогнозира широко разпространение в образованието от 2013-2014 г. на интелигентни обекти, включително Микроконтролери Arduino - платформа с отворен код за проектиране на електронни устройства, която позволява на учениците да контролират взаимодействието на тези устройства с физическата среда.
Струва си да се обърне специално внимание на пълното име на нашето училище: общинската бюджетна образователна институция на общинското образувание „Град Архангелск“ „Средно училище № 24 със задълбочено изучаване на предмети в художествено-естетическо направление“ ( от юни 2012 г. – „Общообразователна гимназия № 24“; www. shkola24.su), това е важно, тъй като ефективността на образователните технологии и мотивацията на учениците са на първо място в неосновно училище.
През 2010 г. Националната научна фондация на САЩ (заедно с The Computing Research Association и The Computing Community Consortium) публикува аналитичен доклад, който описва кои образователни технологии ще бъдат най-ефективни и търсени до 2030 г.:
потребител Моделиране- наблюдение и моделиране на професионалните качества и образователните постижения на учениците;
Подвижен Инструмент s - превръщането на мобилните устройства в образователен инструмент;
Работа в мрежа Инструменти- използване на мрежови образователни технологии;
Сериозно игри- игри, които развиват концептуални компетентности;
интелигентен Среди- създаване на интелектуални образователни среди;
Образователни Данни Минен- образователни среди за извличане на данни;
Богати интерфейси- богати интерфейси на взаимодействие с физическия свят.
Първата задача, която трябваше да решим, беше създаването на образователна среда, която да отразява всички тенденции и направления в развитието на тези образователни технологии – инженерни лаборатории.
През 2010-2012 г. без държавно финансиране създадохме и използваме инженерни лаборатории в учебния процес в следните направления:
LEGO роботика (15 места за обучение на базата на образователния комплект LEGO MINDSTORMS NXT);
програмиране на микроконтролери (15 места за обучение на базата на микроконтролери ChipKIT UNO32 Prototyping Platform, ChipKIT Basic I/O Shield);
проектиране на цифрови устройства (15 места за обучение на базата на платформата Arduino и различни електронни компоненти);
системи за събиране и измерване на данни (15 места за обучение, базирани на студентски мобилен лабораторен комплекс на National Instruments myDAQ и софтуер NI LabVIEW);
сензори и обработка на сигнали (15 места за обучение на базата на комплекти от 30 различни сензора, съвместими с Arduino, ChipKIT и NI myDAQ);
мобилна роботика (15 образователни DIY 2WD робота на платформата Arduino).
Втората задача е да се използват възможностите на лабораториите в учебния процес, в частност при обучението по информатика и ИКТ. В момента това оборудване се използва в уроци, избираеми и факултативни дисциплини, избираеми предмети по информатика и ИКТ.
В споменатите по-горе лаборатории в почти всеки урок учениците се сблъскват със ситуация, при която по-нататъшни технически дейности, изобретения стават невъзможни без научна основа. В класната стая учениците за първи път в живота си получават реални умения за организиране на работата; вземане на решения; извършва прост технически контрол, изгражда математическо описание; извършва компютърно моделиране и разработване на методи за управление, разработва подсистеми и устройства; конструктивни елементи; анализирайте информация от сензори; опитайте се да създавате многокомпонентни системи, да отстранявате грешки, да тествате, надграждате и препрограмирате устройства и системи; поддържат ги в работно състояние - всичко това е най-важната основа за бъдещи изследователски, проектни, организационни, управленски и оперативни професионални дейности. Това вече не е само кариерно ориентиране, а популяризиране на науката с най-модерните образователни технологии.
В същото време учителите по информатика са основни движеща силаСледователно в системата за обучение (и повишаване на квалификацията) на учителите по информатика е необходимо да се отчетат образователните възможности на лабораториите по роботика и микроелектроника и да се включат съответните дисциплини в програмите за обучение. На базата на училището се обучават бъдещи учители - студенти от Института по математика и компютърни науки на НАрФУ на името на М.В. Ломоносов (направление „Образование по физика и математика”), се провеждат и занятия за учители.
След няколко сесии с учители по компютърни науки в Архангелска област беше отбелязан доста важен факт - нежеланието на учителите да прилагат опита, който видяха. Проведеното проучване разкри причините за това-много учители или не се интересуват от разработването на инженерния компонент, или смятат, че тази област не е тяхната силна страна.Поради тази причина започнахме редовно да провеждаме обширни консултации, семинари, майсторски класове за учители, за да представим нашия опит на цялата педагогическа общност, проведоха се уебинари в Intel Educational Galaxy (записите са достъпни за гледане).
Какви резултати постигнахме за 2 години, освен създаването на самата образователна среда? Първо, заслужава да се отбележи, че сред завършилите училища през 2011 г. 60% са избрали допълнително образование във висшето образование. образователни институцииконкретно по инженерни специалности (тоест след завършване ще получат инженерна диплома).
Второ, започнахме да се подготвяме за публикуване учебни помагала. През май 2012 г. издателство BINOM Knowledge Lab пусна учебно-методически комплект по информатика и ИКТ „Първата стъпка в роботиката“: уъркшоп и работна тетрадка по роботика за ученици от 5–6 клас (автор: Копосов Д.Г.). Целта на семинара е да даде на учениците модерно разбиране за приложната наука, участваща в разработването на автоматизирани технически системи – роботика. Работилницата съдържа описание на актуални социални, научни и технически проблеми и проблеми, решения, които тепърва ще бъдат намерени от бъдещите поколения. Това позволява на учениците да се чувстват като изследователи, дизайнери и изобретатели на технически устройства. Наръчникът може да се използва както за класна стая, така и за самостоятелно обучение. Учебните сесии, използващи този семинар, допринасят за развитието на дизайнерски, инженерни и общонаучни умения, помагат да се погледнат по-различно въпросите, свързани с изучаването на природни науки, информационни технологии и математика, осигуряват участието на студентите в научно-техническо творчество. Работната тетрадка е неразделна част от работилницата. Часовете по роботика допринасят за развитието на дизайнерски, инженерни и общонаучни умения, спомагат за по-различен поглед върху въпросите, свързани с изучаването на природните науки, информационните технологии и математиката, и осигуряват приобщаването на учениците към научно-техническото творчество. Работата с тетрадка ви позволява по-продуктивно да използвате времето, отделено за компютърни науки и ИКТ, а също така дава възможност на детето да контролира и разбира своите дейности и техните резултати. Работната тетрадка помага при изпълнението на практическа, творческа и изследователска работа.
На трето място, беше създадена и апробирана учебна програма за допълнително обучение за ученици от 9-11 клас „Основи на микропроцесорните системи за управление“, чието ядро е моделирането на системи за автоматично управление на базата на микропроцесори, като модерно, визуално и усъвършенствано направление в наука и технология, като същевременно се разглеждат основните, теоретични положения. Този подход предполага съзнателно и творческо усвояване на материала, както и продуктивното му използване в експериментална проектантска дейност.
В процеса на теоретично обучение учениците се запознават с физическите основи на електрониката и микроелектрониката, историята и перспективите за развитие на тези области. Програмата предвижда семинар, състоящ се от лабораторно-практическа, изследователска работа и приложно програмиране. В хода на специални задачи учениците придобиват общи трудови, специални и професионални компетенции за използване на електронни компоненти в микропроцесорни автоматизирани системи за управление, които се фиксират в процеса на разработване на проекти. Съдържанието на програмата се реализира във връзка с физика, математика, компютърни науки и технологии, което е в унисон със съвременните тенденции в STEM образованието (Science, Technology, Engineering, Math). Програмата е предназначена за 68 часа обучение и може да бъде адаптирана за 17 часа или 34 часа избираеми дисциплини. Тази програма се изпълнява за втора година в MBOU OG No 24 на град Архангелск в факултативни часове за ученици от 9 и 10 клас.
Трябва да възникне въпросът: каква е причината за толкова голям брой учебни лаборатории? Създавайки първата лаборатория, ние, заедно с учител-психолог, проучихме динамиката на учебната мотивация на учениците. Използвани методи: наблюдение, разговори с родители и учители, скалиране, техниката на T.D. Дубовицкая. Целта на методиката е да се идентифицира посоката и да се определи степента на развитие на вътрешната образователна мотивация на учениците при изучаване на конкретни предмети (в нашия случай информатика и роботика). Методиката се основава на тестов въпросник от 20 решения и предложени отговори. Обработката се извършва според ключа. Техниката може да се използва при работа с всички категории ученици, способни на интроспекция и самоотчитане, започвайки от около 12-годишна възраст. Получените резултати, от една страна, ни позволяват уверено да говорим за повишаване на нивото на образователната мотивация при почти всеки ученик, от друга страна, след една година нивото на мотивация започва да намалява и клони към нивото, което беше преди занятия в лабораторията по роботика (базирана на LEGO MINDSTORMS NXT). Именно този факт определя по-нататъшното количествено развитие на учебните лаборатории. Мотивацията за учене е основният фактор в неосновно училище, който влияе върху успеха на учениците. Ще продължим да изучаваме промените в мотивацията за учене в бъдеще.
Вторият въпрос, който учителите често задават е: как микроелектрониката, роботиката и инженерното образование като цяло могат да бъдат свързани със спецификата на нашето училище – задълбочено изучаване на художествени и естетически предмети? Първо, факт е, че платформата Arduino, на която са базирани повечето лаборатории, първоначално е разработена за обучение на дизайнери и художници (хора с малък технически опит). Дори и без опит в програмирането, студентите, само след 10 минути запознаване, вече започват да разбират кода, да го променят, да провеждат наблюдения и да правят малки проучвания. В същото време на всеки урок може да се създаде наистина работещ прототип на всяко устройство (фар, светофар, нощна светлина, гирлянд, прототип на улично осветление, електрически звънец, затварящо устройство, термометър, домакински шумомер и др.), а учениците подобряват нивото на неговата технологична самоефективност. Второ, какво означава да си инженер, Петър Леонидович Капица забележително формулира: „Според мен има малко добри инженери. Добрият инженер трябва да се състои от четири части: 25% - да бъде теоретик; от 25% - художник (кола не може да се проектира, трябва да се рисува - така са ме учили и аз също така мисля); с 25% - от експериментатора, т.е. разгледайте колата си; и 25% той трябва да е изобретател. Ето как трябва да се направи инженер. Това е много грубо, може да има вариации. Но всички тези елементи трябва да бъдат.
Отделно бих искал да подчертая, че съществуващите образователни програми по информатика позволяват използването на роботиката, микроелектрониката (и инженерните компоненти) като методически инструмент на учителя, без необходимост от промяна. работна програмаучител. Това е много важно, особено в началото на подобни проекти в училищата, когато страхът от неизбежността от попълване на огромен брой документи може да спре всеки учител.
Напоследък дигиталните образователни ресурси станаха изключително популярни. Статистика за изтегляне на уебсайтове fcior. edu. ru и училище-колекция. edu. en то потвърждава. Регионалните и общинските отдели на образованието провеждат огромен брой състезания и семинари за използването на DER в училищата. През последните 5–В продължение на 6 години много университети ефективно използват софтуерната среда LabVIEW от National Instruments в изследванията и академична работа. Разработват се и се въвеждат в учебния процес виртуални лаборатории и работилници по природни науки. Анализиране на резюмета на кандидатски и докторски дисертации през 2009г–2011, заслужава да се отбележи голям брой произведения, които използват софтуер NI LabVIEW , включително специалност 13.00.02 (теория и методика на обучението и възпитанието). Този софтуер е инсталиран в нашето училище. Така студентите в рамките на обучението по информатика ще могат да се запознаят с това как се проектират и разработват подобни лабораторни комплекси.
Бих искал да отбележа развиващата се функция на изучаване на роботика и микроелектроника в училище. Систематичната работа с малки детайли при деца и юноши има положителен ефект върху развитието на двигателните умения на малките мускули на ръцете, което от своя страна стимулира развитието на основните мозъчни функции, което влияе положително върху вниманието, наблюдението, паметта, въображението, речта и , разбира се, развива креативността. мисленето.
Тесното място на много проучвания и проекти често е невъзможността за бързо мащабиране. Натрупаният опит ни позволи да разширим проекта в общообразователен лицей № 17 на град Северодвинск в най-кратки срокове (30 дни), което подчертава практическата значимост на нашата работа.
Изследванията на технологичните компании показват, че ако нямаме деца, които се интересуват и страстни към инженерството до 7-годишна възраст–9-ти клас, вероятността те успешно да преминат към инженерна кариера е много малка. Учителите по информатика, чрез популяризиране на природните науки, математиката, инженерството и технологиите чрез интердисциплинарни избираеми и факултативни дисциплини, системата на допълнителното образование, могат по-ефективно да повлияят на избора на бъдеща професия на учениците. Използването на инженерни лаборатории в училищата в модела на непрекъснато информационно образование ще позволи ефективно обучение от край до край (училищ.-допълнително образование- университет ) върху съвременните информационни и комуникационни технологии, осигуряващи приемственост на образователната програма на различните нива на обучение.
литература
Всичко просто е вярно... Афоризми и разсъждения на П.Л. Капица.../Съст. П. Е. Рубинин. - М.: Издателство на Москва. физ.-техн. ин-та, 1994. - 152 с.
Дубовицкая Т.Д. Методи за диагностициране на ориентацията на образователната мотивация // Психологическа наука и образование. - 2002. No2. - C.42–45.
Колцова М.М., Рузина М.С. Детето се учи да говори. Обучение за игра с пръсти - Екатеринбург: U-Factoria, - 2006. - 224 с.
Копосов Д.Г. Основи на микропроцесорните системи за управление - програма за ученици от 9–11 клас // Информационни технологии в образованието: ресурси, опит, тенденции на развитие: сб. мат. Международна научно-практическа. конф. (30 ноември - 3 декември 2011 г.). В 2 ч., част 2./ Ред. Федосеева И.В. и други - Архангелск: Издателство на JSC IPPK RO, 2011. - P.174–181.
Копосов Д.Г. Първата стъпка в роботиката: работилница за 5-6 клас. М: БИНОМ. Лаборатория за знания. - 2012. - 286 с.
Копосов Д.Г. Първа стъпка в роботиката: работна книгаза 5-6 клас. М: БИНОМ. Лаборатория за знания. - 2012. - 60 с.
Копосова О.Ю. Проследяване на нивото на образователната мотивация на учениците от 5–7 клас при изучаване на роботика // Информационни технологии в образованието: ресурси, опит, тенденции на развитие: сб. материали от Всеруската научно-практическа конференция (7–10 декември 2010 г.). Част I. / Редкол. Артюгина Т.Ю. и други - Архангелск: Издателство на JSC IPPK RO, 2010. - С. 230–233.
Крилов Е.В. Преждевременно развитие - увреждане на интелекта?: [интервю] / Крилов Е.В., Крилов О.Н. // Акредитация в образованието. - 2010. - № 6 (41). Септември. - С. 90–92
Похолков Ю.П. Пет минути до инженер. Политическо списание. 17.07.2006 г. C.8
Саприкин Д.Л. Инженерно образование в Русия: история, концепция и перспективи // Висше образование в Русия. - 2012. No1. - С. 125–137.
Федоров И.Б. Въпроси на развитието на инженерното образование // Alma mater (Известие на висшето училище). - 2011. - бр. 5. - С. 6–11.
Хромов В.И., Капустин Ю.И., Кузнецов В.М. Опит в използването на софтуерната среда Labview в учебни курсове по наукоемки технологии // Сб. Сборник доклади от международната научно-практическа конференция „Образователни, научни и инженерни приложения в средата на LabVIEW и технологиите на националните инструменти“. 17–18 ноември 2006 г. Москва, Русия: Издателство на Руския университет за дружба на народите, - 2006. - С. 36–38.
Джонсън Л., Левайн А., Смит Р., Смайт Т. „Докладът за хоризонта за 2009 г.: издание K-12“. Остин, Тексас: Консорциумът за нови медии. - 34 стр.
Ловел Е.М. Учебна програма с мека верига в подкрепа на технологичната самоефективност, Масачузетски технологичен институт. - юни 2011 г. - 70 ч.
Woolf B.P. Пътна карта за образователните технологии. Амхерст, MA: Глобални ресурси за онлайн образование. 2010. - 80с.
Копосов Д.Г. Образователни проекти в МБОУ СОУ №24. Авторският сайт на учителя по информатика МБОУ ОГ No24. [Електронен ресурс]. http://www.koposov.info.
Копосов Д.Г. Авторска програма "Основи на микропроцесорните системи за управление" на допълнителното обучение за ученици от 9-11 клас. [Електронен ресурс]. http://shkola24.su/?page_id=1534.
Официален уебсайт на Intel Educational Galaxy, раздел уебинари. [Електронен ресурс]. http://edugalaxy.intel.ru/?act=webinars&CODE=recwebinars.
Путин В.В. Мнения на руски политици за липсата на инженерен персонал. 04/11/2011. // Държавни новини (GOSNEWS.ru). Интернет издание. [Електронен ресурс]. http://www.gosnews.ru/business_and_authority/news/643.
Малко предистория по въпроса
Защо нашите сънародници предпочитат да карат чужди автомобили? Защо във вашата среда няма да намерите потребители на домашни смартфони? Защо руските ръчни часовници, които бяха успешно изнесени в чужбина преди 40 години, днес изостават далеч от продуктите на швейцарската часовникова индустрия?...
Отговорът на всички подобни „защо“ е прост: през последните десетилетия страната е загубила значително своя инженерен и проектантски персонал, без да създаде фундаментални условия за попълването им. Резултатът е изоставане от конкурентните страни в много индустрии, които изискват високопрофесионални дизайнери и инженери. И те са необходими във всички области, където става въпрос за разработване и индустриално производство на каквото и да е - от мебели до военни и космически технологии.
В наши дни осъзнаването на ситуацията дойде и са взети системни мерки за нейното коригиране. Ясно е, че в този случай всичко трябва да започне с образование, защото първокласен инженер не може да се получи от нищото. Веригата на обучение на съответния персонал трябва да бъде разширена от училище през инженерни университети до високотехнологични иновативни предприятия.
Така през септември 2015 г. под егидата на Министерството на образованието на Москва стартира проектът „Инженерен час в московско училище“, чиято основна цел е да обучи компетентни специалисти, необходими за икономиката на града и търсени на съвременния пазар на труда. (подобни проекти стартираха в регионите). Гимназия № 1519 стана един от участниците в проекта.
Една година след стартирането
Учебната 2015/2016 година стана много динамична по отношение на популяризирането на проекта „Инженерен час в московско училище“. Около сто столични училища се включиха в проекта, откриха общо повече от двеста инженерни паралелки, обхващащи около 4,5 хиляди ученици. До края на годината повече от 130 нови училища изразиха желание да участват в проекта. В изпълнението на проекта участват 16 федерални технически университета, които са поддържащи платформи за кариерно ориентиране със студенти от инженерни паралелки. Създава се пул от предприятия-партньори по проекта от различни индустрии. Запознаването с работата на истински високотехнологични предприятия трябва да служи като ефективно „потапяне“ на студентите в инженерната област.
През юни 2016 г. в Москва на площадката на Московския държавен технически университет. N.E. Бауман международен конгрес „ЮИЕ-2016. Наука и инженерно образование”. На конгреса присъстваха представители на руски и чуждестранни университети и научни и промишлени предприятия, потенциални работодатели, местни училища. Конгресът беше насочен към подобряване на ефективността на инженерното образование в съвременни условия, а обмяната на опит с чуждестранни колеги даде възможност да се идентифицират все още нереализирани възможности и слабости в възраждането на родния инженерен потенциал.
„Искаме нещо готово“
Както показа комуникацията на Конгреса, някои руски предприятия и университети все още изхождат от идеята, че за да се образова професионален инженер, е достатъчно университетските програми да се адаптират към нуждите на предприятия, които се нуждаят от инженерен персонал. Резултатът от този подход е „недообразование” на висшистите до необходимото ниво. Домашните експерти смятат, че хоризонтът на обучение на инженер е приблизително седем години, от което следва Началото на това образование трябва да се постави още в училище.. Откриването на инженерни паралелки и активната позиция на университетите, участващи в проекта, за изграждане на ефективно взаимодействие със специализираните училища и въвеждане на определени форми на инженерно обучение, започвайки от старшите класове, отговарят на тази необходимост.
Гимназия № 1519 има два инженерни паралелки (10 и 11) и т. нар. „прединженерен“ 9, чиито ученици също се включват в съответните дейности по кариерно ориентиране и получават повишено обучение по специализирани предмети (физика, математика, информатика) . До момента на завършване по-голямата част от учениците в този клас избират профил техническо направлениев средното училище. Записването в 10-ти и 11-ти инженерни класове се извършва въз основа на анализа на интегрираните образователни резултати на учениците по основни предмети, резултатите от проектно-изследователската работа и научно-техническото творчество.
Гимназия № 1519 подписа споразумения за сътрудничество с МИЕМ НРУ HSE и MSTU. Н. Е. Бауман. Партньорството с тези университети предоставя на студентите широк спектър от различни инженерни и образователни възможности, включително лекции за кариерно ориентиране, специални курсове, лабораторни работи, майсторски класове, лятна инженерна практика на базата на университетски катедри, изследователски и образователни центрове и лаборатории.
И трябваше да е по-рано
Може да се каже, че разбирането за необходимостта от обучение на бъдещи инженери още от училище обхваща все повече поддръжници и става почти необратимо. В същото време сравнението с чуждия опит показва това в чужбина участието на ученици в инженерни дейности се случва много по-рано, отколкото у нас - още от началните класове.
Руските училища вече започнаха да възприемат този опит. Така ставаме свидетели тенденция за намаляване на възрастовата бариера за навлизане в областта на инженерството. И за това в момента се очертават добри предпоставки: учениците и техните родители, виждайки висока и неформална активност за възраждане на престижа на инженерната професия, стават силно мотивирани и демонстрират ясен отговор на този сигнал. Вероятно след една година обхватът на учениците със специализирани инженерни класове ще се увеличи многократно, а началото на предпрофилното обучение ще се измести към 5-8 клас.
Осъзнавайки тази тенденция, Гимназия No 1519 планира и през учебната 2016/17 г. да въведе елементи от предпрофилна инженерна подготовка в 5-8 клас. Един от тези елементи ще бъде курс по 3D компютърна графика, насочен към развитие на пространственото мислене на учениците. Друг елемент е кръгът на интелектуалната роботика, който допринася за развитието на основни умения за използване на компютри и управлявани роботизирани устройства, умения за програмиране и решаване на алгоритмични задачи.
Какво наистина можеш да направиш?
Важна теза, споделена от инженерната и образователната общност: докато човек не започне да прави нещо със собствените си ръце, неговите инженерни познания са илюзорни. Ето защо почти всички участници в движението за възраждане на инженерния потенциал на страната подчертават изключителното значение на проектантската и изследователската дейност на ученици и студенти. Разбирайки важността на този фактор и разчитайки на разпоредбите на второто поколение на Федералния държавен образователен стандарт, е необходимо придават на проектантските и изследователските дейности статут на задължителен компонент на обучението ученици. Вероятно този подход също ще се превърне в тенденция през следващите години.
Изглежда обаче, че не всички методи за организиране на проектантската и изследователската дейност на студентите са еквивалентни и ефективни. Според мен има три нива на организация на подобни дейности:
"елементарен"
Това са проектирани проекти вкъщи или училище. Ръководители на такива проекти са родителите на детето или учителят. От една страна, това дава възможност да се отделят активни деца, да се повиши мотивацията им и да се натрупа минимален изследователски опит. От друга страна, недостатъците на този метод са много значителни: като правило, такива важни организационни ресурси като производствената база и научният потенциал на лидера не стоят зад такава работа. Съответно подобни проекти в по-голямата си част нямат почти никаква приложна стойност и перспективи за сериозно по-нататъшно развитие.
„Основно“ (в момента)
Това ниво включва проекти на университетски обекти под ръководството на университетски специалисти и изследователи. При тези условия на ученика, изпълняващ проекта, се предоставя разнообразно оборудване и научният опит на лидера, който му позволява да постави наистина уместна и обещаваща задача, както и възможността за по-нататъшно популяризиране на завършеното развитие, ако това заслужава го. Това ниво съответства на съвременните представи за проектирането и изследователската дейност на студентите в инженерните класове и е предвидено от повечето споразумения за сътрудничество между университетите, участващи в проекта, и специализираните училища. По принцип именно за тази форма на проектантска и изследователска дейност в момента има заявка от участниците (училища, университети, предприятия), ангажирани с възраждането на инженерната професия.
"Превъзходен" (предполагам)
Пробивна стъпка напред в развитието на проектантските и изследователските дейности би била формиране на групи от студенти и ученици, участващи в изпълнението на конкретни проекти в конкретни предприятияпредставляващи наукоемки и иновативни индустрии. Подобен подход би осигурил на бъдещите инженери максимална степен на потапяне в професията, би осигурил безспорната приложна стойност на тяхната работа, както и перспективата за въвеждане на завършените разработки в практиката. Мотивацията на студентите в такъв модел би достигнала най-високо ниво.
В контекста на проектантската и изследователската дейност, задача номер 1 на нашата гимназия е да увеличи максимално обхвата на учениците с тази дейност на ниво не по-ниско от „основно“ и да й даде статут на задължителен компонент от обучението на ученици. Освен това възнамеряваме да положим усилия за въвеждане на модел на „по-високо” ниво в гимназията.
Можеш ли да "продаваш"?
На конгреса SEE-2016 се разгърна интересна дискусия на тема: трябва ли един инженер да е предприемач в същото времеда можете да комерсиализирате вашите идеи и разработки, да намерите инвеститори за тях, да им „пробите“ път в живота? Участниците се съгласиха, че подобна двойна роля - "инженер-предприемач" - е по-скоро идеален модел и не може да бъде издигнат до ранга на стандарта. Въпреки че, ако един инженер, не в ущърб на своя професионализъм, по един или друг начин овладее уменията на предприемач, тогава това може само да бъде приветствано.
Разумно решение се създава в различни университети факултети и катедри, които обучават специалисти за насърчаване на инженерните разработки.И въпреки че акцентът в проекта „Инженерни часове” не е върху комерсиализацията на инженерните разработки, а върху овладяването на реалната инженерна професия, някои кариерно ориентирани дейности, свързани с инженерния бизнес, не биха били излишни. Във всеки случай е полезно за студент, целящ професията инженер, да си представи предварително, че прототип на нещо, създадено от инженер, дори и да е много обещаващо и търсено, не е краят на процеса, а само началото на цяла гама от специални бизнес събития, които внасят развитие в живота.
В тази връзка възниква следната идея: чрез популяризиране на инженерните паралелки в широк смисъл, може да се намери полезно място в този процес за част от учениците в паралелките от социално-икономически профил. Във всеки случай опитът на нашата гимназия показва, че учениците от тези паралелки се интересуват от направление „Инженерен бизнес и мениджмънт”. Изглежда, че включването на паралелки от социално-икономически профил във взаимодействието със съответните факултети и катедри на университетите не само не „натоварва” прекомерно проекта „Инженерни класове”, но и разумно го допълва, с оглед на изложеното каза по-горе за разделението на ролите на самия инженер и на предприемача, който насърчава инженерните разработки в живота.
НЕ е за никъде без тях!
Както уместно отбеляза един от лекторите на SEE-2016, модерен самолет, ракета и много други части от оборудване са в много отношения ИТ продукти. В смисъл, че тяхната съществена част са софтуерните и хардуерните системи, които ги управляват. Какво да кажем за "чистите" ИТ услуги, които се състоят изцяло от действителни програми и представляват огромно поле на дейност. И тук изскача друг проблем – липсата не само на инженери в класическия смисъл на думата, но и на остър недостиг на висококачествени програмисти. Още едно потвърждение за това беше дадено на Всеруския младежки образователен форум „Територия на значенията“, който се проведе през юни-август, а именно на третата смяна „Млади учени и учители в областта на ИТ“, която беше открита на юли. 13, 2016.
Следователно този проблем също заслужава да бъде разгледан още от училище. Обръщайки се отново към темата за проектантска и изследователска дейност, уместно е съдържанието му да бъде „обогатено“ с ИТ проекти и да се създадат условия на студентите да получават практика по програмиране, да участват в реални проекти за автоматизация на процеси в предприятия като част от проектни екипи.
На срещата на 30 юни 2016 г. относно плановете за развитие на проекта „Инженерен клас в Московското училище“ за 2016/17 г. Министерството на образованието на Москва информира, че вече се формира пул от партньорски предприятия от ИТ индустрията. , която ще се занимава с кариерно ориентиране с ученици. Вероятно ще видим друга тенденция - увеличаване на дела на студентите в инженерни паралелки, ориентирани към работа в ИТ сфератаи избор на подходящите университети и катедри за прием.
Заключение
Разбиране, отчитане и реагиране на съществуващи и нововъзникващи тенденции във всеки сегмент на образованието, по-специално в рамките на проекта „Инженерен клас в Московското училище“, има необходимо условие за ефективна подготовка на учениците.
Проектът „Инженерен клас в московско училище“ създава условия за разширяване на мрежовото взаимодействие между общообразователните организации, организациите за висше професионално образование и научно-производствените предприятия. Комбинирането на ресурсите на участниците в проекта разкрива нови реални пътища за учениците да станат инженер.
Защо руските ученици имат намалена способност за учене
„Общото ниво на геометрична и особено стереометрична подготовка на завършилите все още е ниско. По-специално, има проблеми не само от изчислителен характер, но и свързани с недостатъци в развитието на пространствените представи на завършилите, както и с недостатъчно формирани умения за правилно изобразяване на геометрични фигури, извършване на допълнителни конструкции, прилагане на придобитите знания върху решават практически проблеми ... Това се дължи на традиционно ниското ниво на подготовка за този раздел и формализма в преподаването на началото на анализа ... "
От доклада на FIPI нататък ИЗПОЛЗВАЙТЕ резултатипо математика, 2010г.
Какви изводи могат да се направят от горния цитат? Оказва се, че при завършване на училище децата научават малко от основните математически умения и способности? Очевидно е, че инженерен специалист с такова базово ниво на знания не може да бъде обучен. Експертите виждат причината за пропуските в познанията за точните науки в лошо качествоучебниците, и във формализма на обучението, и в неразвитото логическо, аналитично мислене на съвременното поколение ученици.
Надяваме се, че разговорът с Евгений КРИЛОВ, доцент в Института по атомна енергия (Обнинск), автор на учебници по математика, програмиране, уникални „компютърни приказки“ за деца, и Олег КРИЛОВ- Доцент от Ижевската държавна селскостопанска академия, ще помогне да се разбере по-ясно същността на този проблем.
Евгений Василиевич, работихте по учебник по програмиране за университети, днес работите по учебник по математика за колежи. Кажете ни какви критерии спазвате при създаването им? Какво можете да кажете като цяло за методическото осигуряване на училищното и университетското образование?
Е.К.:Методическото осигуряване на училищата и университетите е изградено по различен начин. Университетската методика се основава на високия професионализъм на преподавателя, строгата регулация е противопоказана за нея. Мисля, че именно с тази позиция трябва да се извърши разработването на Федералните държавни образователни стандарти и те да имат препоръчителен статут.
По правило новите образователни стандарти, след като са влезли в университет, се обсъждат внимателно в завършващите и общите катедри, след което всеки преподавател разработва своя собствена програма - и това е основната точка. В бъдеще програмата отново се обсъжда в катедрите и методическите съвети на факултетите. И едва след толкова години на работа продуктът е готов. Изключително важно е участието на хора, които виждат как се вписва в общия план на учебната програма: задължително - ръководителят на катедрата, за предпочитане рецензент и, разбира се, висококвалифициран преподавател.
Училището е по-трудно. Когато подготвяте методическа подкрепа, трябва да разчитате на „средния“ учител и трябва да направите шаблони и заготовки за него. Необходимо е обаче да се създаде обратна връзка, за да се съберат мненията на учителите. Методическите служби не правят това, защото са се оказали безпомощни в много отношения. Те трябва да изразяват мнението на професионалната общност, тоест да играят ролята на „отрицателна” обратна връзка, а не да подкрепят и обосновават министерската стратегия.
Много важен въпрос е съдържанието на учебната програма, което сега е под всякаква критика. При писането на учебник по програмиране, базиран на дългогодишен опит на предишни поколения автори, основният критерий за мен беше развитието на точния специалист. Но трябваше да се съобразя със съществуващата учебна програма, съществуващите реалности на производството на софтуерни продукти и т.н.
ДОБРЕ.:Нека и аз да изразя мнението си. Това, което се случва с учебниците днес, е катастрофа. Например учебници на един автор, едно издателство от две последователни години на издаване не могат да се използват в учебния процес само поради несъответствие в номерацията на задачите, параграфите, разделите и темите.
Разработването на добър училищен учебник отнема повече от една година. Освен това за конкретна програма и в контекста на съдържанието на онези дисциплини, които бъдещият студент ще трябва да изучава в университет. Пример: цялата описателна геометрия в университета се основава на теореми, доказани в училищната стереометрия като постулати. Ясно е, че качеството на училищния учебник и съответно качеството на преподаване на геометрия в училище влияят пряко върху разбирането на студентите за лекциите по описателна геометрия в университета. В действителност повечето студенти от първа година или не са чували за теоремите на геометрията на твърдото тяло, или не са ги разбирали. В резултат на това задачи по начертателна геометрия се решават само по модела от методическото ръководство, без теоретичното им осмисляне. И откъде идва това разбиране, ако в уроците по математика в училище не е положена необходимата основа?
- Какво можете да кажете за проверката на учебниците?
Е.К.:Изпитването на учебника за университета е организирано компетентно. Според мен не е необходимо да се променя, но е възможно да се подобри. Според моя опит всеки етап, особено работата с рецензенти, доведе до подобрение.
Като цяло наблюдавам, че учебникът става добър след второто или третото издание. Най-добрият в геометрията - A.P. Киселева е работила сто години, но сега, за съжаление, е заменена от много по-ниско качество. Защо? Да, защото ресорното министерство препоръча да се сменят на всеки пет години.
При изготвянето на учебник е много важно да се спазва строгостта на предмета и да се осигури усвояване на материала на дадено възрастово ниво. Следователно, освен познания по темата, авторът се нуждае от препоръки от учители, работещи с определена възраст, или личен опит.
Бях изненадан, честно казано, че твърд план на учебника беше свален от издателството. Излиза, че абсолютно нищо не зависи от автора? Мисля, че това състояние на нещата е неразумно - влияе рязко негативно на качеството.
Неразумно е и според мен да се налага състава на учебник. Мисля, че нито един гений няма да може да представи добре елементарната математика и елементите на математическия анализ в една книга. Въпреки това ми предложиха да събера и геометрията, и задачните книги в една книга.
Все още не съм попадал на преглед на училищен учебник, но според колеги е зле организиран. Рецензентите често са заети да защитават собствените си издателски фирми и не можете да очаквате обективност от тях.
Според проучване на анализаторите от GUVSE В. Гимпелсън и Р. Капелюшников, две трети от студентите в руските технически университети просто няма да могат да станат инженери – поради уж „придобити знания“. Изследователите виждат проблема главно в ниското качество на основното училищно образование, с което кандидатите идват в техническите университети...
Е.К.:По мои субективни оценки миналата година половината студенти във Факултета по кибернетика изобщо не успяха да учат, да не говорим за готовността да станат инженер. Може би е възможно да се посочат необходимите критерии за способности за учене, но е трудно да се назоват достатъчни ...
Ниското качество на училищното образование е една от причините за ниската способност за обучение в университет, но в никакъв случай единствената. Сривът на образованието започва в детската градина или дори по-рано - в семейството. Това, което искам да кажа? Образованието за обществото е средство за защита от заплахи, а за личността - от жестока конкуренция. Но съвременното общество има фалшиво чувство за сигурност. И родителите все повече пожелават на децата си комфорт, без да осъзнават, че образованието изисква сериозна работа. По този начин висококачественото, сериозно образование не се търси нито на ниво общество, нито на ниво индивид.
- Какво според вас е необходимо на училището, за да идентифицира и развие способностите на учениците за точните науки?
Е.К.:Според мен не е необходимо специално да се идентифицират способности за точните науки. Необходимо е да се разработят кръжоци, избираеми предмети, избираеми курсове, предметни олимпиади - това ще бъде достатъчно. Можете да добавите кариерно ориентиране. За да се развият способности както в точните, така и в хуманитарните науки, е необходимо да се работи на принципа: да се преподава според психологическата готовност за възприятие.
- Логическото, познавателното мислене на младото поколение се влошава. Каква е причината за това според вас?
Е.К.:Влошаването на логическото мислене съществува и се дължи на редица обективни и субективни причини. След като изнасям лекции по програмиране в продължение на много години, виждам спад в способността да се мисли алгоритмично. Това стана особено забележимо през последните години. Днес нашето общество не изпитва нужда от интелигентност, въпреки че например в Япония и Финландия такава необходимост съществува.
Първата причина е нивото на развитие на техническите средства: телевизия, компютърни технологии. Да кажем, че компютърът се "изключва" фини двигателни умениядете, което е мощен инструмент за развитие, особено в ранна детска възраст.
Друга причина е неуспехът на училищното образование и на първо място идеята за ранно развитие на логическите способности. Всичко трябва да се направи навреме: преждевременното развитие причинява непоправима вреда на интелекта! В детската градина трябва да се погрижите за развитието на двигателните умения и въображението. След това в начално училище, дошло е времето за развитие на образното мислене. Логическото мислене е по-късно качество и трябва да бъде внимателно подготвено, развивайки преди всичко въображението, както и дисциплината на мисленето. Това трябва да стане около осми клас. Тогава дойде времето за математика, физика, информатика.
Освен това методически неправилното преподаване на класически предмети също оказва негативно влияние върху развитието на мисленето.
Да вземем математиката. Един от най-трудните въпроси за ученик: каква е дължината на молива? Друг пример: половината от добрите ученици ще отговорят на въпроса на какво е равен синусът от шестдесет градуса. А защо - не повече от трима ще обяснят. Работата е там, че концептуалното обяснение, дискусиите, заключенията се изхвърлят от училищния курс. Училищната математика е пълна с излишни неща и няма време за развиване на необходимите умения. Мога да дам подобни примери от училищния курс по физика. Руският език също е необходимо средство за развитие. В училище децата трябва да се учат да говорят и пишат, но да не губят време за лексикален анализ.
ДОБРЕ.:Намаляването на стимула към знанието, за съжаление, е резултат от идеологията на "консуматорското общество". Двигателната активност на децата е намаляла значително. Компютърът замества комуникацията с връстниците.
Как се отнасяте към идеята на Аркадий Дворкович, председател на Надзорния съвет на Руската шахматна федерация, за внушаване на минимални познания по шах на всички деца? До каква степен уроците по шах в училище могат да помогнат за развитието на способностите на учениците?
Е.К.:Шахът е интересен и полезен за тези, които се интересуват от него. Те развиват специфични способности, точно като компютър, между другото. Шахът е подходящ в началния етап на развитие на мисленето. Но ако вече говорим за професионално ниво на образование, тогава трябва да избираме между шах и математика.
Несъмнено училищата се нуждаят от шахматни клубове и турнири, но превръщайки уроците по шах в задължителен курс, ще водим още една кампания и ще получим ефекта на отхвърляне.
ДОБРЕ.:Играта на шах, дори на любителско ниво, развива логиката и логическата памет. Владеенето на шах всъщност започва със самото образно мислене, за липсата на което много се говори в образованието. И едва много по-късно, с натрупването на игра и турнирен опит, се включва самото логическо шахматно мислене.
По правило учениците, които учат системно шах поне две-три години, се справят по-добре в училище и имат по-високи оценки, предимно по математика.
Освен това загубена или спечелена игра в турнир е резултат от лични усилия и прякото възпитаване на отговорността на детето за действията му. И не само по време на играта, но и в подготовката за нея. Няма нужда да говорим за възпитание на психологическа стабилност в стресова (турнирна) ситуация.
В някои училища информатиката като начин за развитие на логиката се въвежда от първи клас, в други започват да изучават информатика много по-късно, често по избор. Как мислите, на каква възраст са оправдани, необходими такива занятия? Нужни ли са категоричните "хуманисти" и до каква степен?
Е.К.:Ранните компютърни науки са вредни, тъй като логическото развитие така или иначе не се случва. Има само навик за многословие и отхвърляне на "ненужните" знания. Резултатът е фундаментална промяна във възприемането на информацията.
Повтарям, сериозните часове не трябва да са преди осми клас. Съставът на курса трябва да зависи от неговите цели. Някои от студентите ще имат достатъчно от програмата Office (например за хуманитарните науки), някой се нуждае от сложен графичен редактор (бъдещ дизайнер), бъдещият "технар" - курс по алгоритми и програмни елементи на Pascal (не на BASIC ). Курсът трябва да бъде изграден на модулен принцип - с избор и по принцип на база по избор. В по-ниските класове са приемливи прости графични инструменти и прости езици, като ЛОГО с "костенурка".
- Какви основни принципи трябва да залегнат в основата на организацията на физико-математическите училища в университетите?
Е.К.:Работих в Новосибирския университет в курса на математически анализ и наблюдавах по-нататъшната съдба на завършилите специализирани училища. Убедени, че знаят всичко, те често се отпускаха в първата година на гимназията и година по-късно губеха от ученици, които идваха от обикновените училища.
В "университетските" училища трябва да работят висококвалифицирани учители, като им се дава свобода на избор - какво и как да преподават. Не забравяйте да следвате принципа: не се стремете към преждевременно развитие, а се ангажирайте със задълбочаване на знанията, развиване на способности. Да речем, не е необходимо задълбочено изследване на математическия анализ, но теорията на сравненията, комбинаториката ще бъде много полезна.
- Какво можете да кажете за двустепенното обучение за инженери?
Е.К.:Няма нищо лошо в обучението на две нива, но не е подходящо за обучение в аварийно опасни и технически сложни индустрии. Компютърният учен може да бъде обучен по всякакъв начин, тъй като такъв инженер в ежедневието използва готови системи. Но операторът на ядрен реактор, авиационен инженер и други подобни специалисти. трябва да се готви традиционно.
ДОБРЕ.:Що се отнася до бакалаври и магистри, „отпаданията“ са опасни навсякъде. Как може един недостатъчно обучен инженер да работи с десетки машинни оператори? Освен това съвременният зърнокомбайн е по-подобен по отношение на оборудването си дори не на компютър, а на космически кораб.
Уви, запознанство с ново образователни стандартии плановете за обучение навеждат само на една мисъл: в началото учителите по специални дисциплини ще изчезнат, тъй като именно специалните дисциплини са намалени (а в някои случаи и изключени) от програмите за обучение на бъдещи инженери. Съветският механичен техник, завършил техникум, беше много по-подготвен - преди всичко в практически смисъл. Бакалавърът, от друга страна, няма да има нито достатъчно теоретична подготовка, нито минимално необходимата практическа.
