Kako začeti inženirsko izobraževanje v šoli. Pristopi k inženirskemu izobraževanju v osnovni šoli. Kaj res lahko storite
ZAČETEK TEHNIČNEGA IZOBRAŽEVANJA V ŠOLI
ZAČETEK TEHNIČNEGA IZOBRAŽEVANJA V ŠOLAH
A.C. Beri, A.C. Grachev
A.S. Čiganov, A.S. Grachev
Tehnično razmišljanje, inženiring, fizika, matematika, računalništvo, tehnologija, izobraževanje, raziskave, robotika, oblikovanje, model, načelo omrežja.
Članek obravnava pomen začetnega usposabljanja inženirskega osebja v najzgodnejši fazi - v osnovni in srednji šoli. Opisani so pristopi k razvoju tehničnega mišljenja šolarjev, ki omogočajo ustvarjanje trajnostnega zanimanja za tehniko med jutrišnjimi študenti in diplomanti tehničnih univerz v državi. Opozarja se na potrebo po ustvarjanju pedagoških pogojev za razvoj inženirskih sposobnosti v srednji šoli. Upošteva se vloga pedagoške univerze pri usposabljanju učiteljev za reševanje problemov inženirskega usposabljanja šolarjev, posebno usposabljanje učitelja, ki je sposoben aktivno razvijati tehnično mišljenje študentov.
Tehnično razmišljanje, inženiring, fizika, matematika, računalništvo, tehnologija, izobraževanje, raziskave, robotika, projekt, model, mrežni princip. Članek odpira vprašanje o pomenu osnovnega usposabljanja inženirjev v najzgodnejši fazi – v srednjih in srednjih šolah. Delo opisuje pristope k razvoju tehničnega mišljenja študentov, ki omogočajo motiviranje bodočih študentov in diplomantov tehnoloških univerz v državi. Avtorji opozarjajo na nujnost ustvarjanja pedagoških pogojev za razvoj inženirskih veščin v srednji šoli. vloga šol v izobraževanju učiteljev za reševanje problemov inženirskega izobraževanja študentov in v specialnem izobraževanju učiteljev, da bi jim omogočili razvoj tehničnega mišljenja študentov.
Trenutno Rusija doživlja akutno pomanjkanje visoko usposobljenega inženirskega osebja z razvitim tehničnim razmišljanjem, ki bi lahko zagotovilo vzpon inovativnih visokotehnoloških industrij.
O pomembnosti usposabljanja inženirskega osebja se razpravlja tako na regionalni kot na zvezni ravni. V podporo temu citiramo govor predsednika Rusije V.V. Putin »...Danes v državi očitno primanjkuje inženirskih in tehničnih delavcev, predvsem pa delavcev, ki ustrezajo trenutni stopnji razvoja naše družbe. Če smo pred kratkim govorili o tem, da smo v obdobju preživetja Rusije, zdaj m! vstopamo v mednarodno areno in moramo zagotavljati konkurenčne izdelke, uvajati napredne inovativne tehnologije, nanotehnologije, za to pa potrebujemo ustrezne kadre. In danes jih na žalost nimamo ...« [Putin, 2011].
V prispevku bodo opisani pristopi k razvoju tehničnega mišljenja šolarjev, ki bodo pri današnjih šolarjih – jutrišnjih študentih in diplomantih tehničnih univerz v državi – vzbudili trajnostno zanimanje za tehniko.
Načrtujemo določiti pedagoške pogoje za razvoj tehničnega mišljenja pri šolarjih.
Iskreno se zahvaljujemo OK RUSA/1 za finančno in praktično podporo projekta »Izobraževalni center za naravoslovje po A.I. M.V. Lomonosov".
Po našem mnenju je prepozno, da bi pri mladem človeku, ki končuje srednjo šolo in se pripravlja na vpis na univerzo, vzbuditi zanimanje za tehnologijo in izume. V srednji šoli je treba ustvariti pedagoške pogoje za razvoj tehničnega mišljenja, ob upoštevanju izvajanja določenih razvojnih dejanj že v zgodnejši starosti. Naše globoko prepričanje je, da če najstnik pri 11-13
leta ne mara samostojno delati z oblikovalcem, ni navdušen nad lepimi in učinkovitimi tehničnimi zasnovami, za prihodnje inženirsko izobraževanje je najverjetneje že izgubljen.
Za razvoj tehničnega mišljenja učenca od 8. do 11. razreda je potreben aktiven položaj učitelja fizike, matematike, računalništva ali tehnologije, kar lahko imenujemo prvi pedagoški pogoj, saj se razvijajo inženirske sposobnosti. in na koncu bo od tega neposredno odvisna zavestna izbira smeri strokovnega izobraževanja.dejavnosti fanta ali deklice. Hkrati pa aktivna pozicija učitelja ne more nastati sama, potreben je sistematičen in zavesten razvoj in usposabljanje bodočega ali že delujočega učitelja, katerega cilj je obvladovanje pedagoških tehnologij, ki omogočajo pripravo inženirja. Na splošno, kot se gledališče začne z obešalnikom, bi se moralo inženirsko izobraževanje začeti s pripravo šolskega učitelja na dejavnosti v tej smeri. Zato je pedagoška univerza prvi korak v pripravi učitelja, ki je sposoben razvijati in vzdrževati motivacijo za tehnično ustvarjalnost šolarjev.
Menimo, da je treba opozoriti, da se ta težava ni pojavila včeraj. Od XVIII stoletja je v ruski državi obstajala posebna skrb za izobraževanje inženirske elite, tako imenovani "ruski sistem inženirskega izobraževanja".
Kot je pravilno ugotovil V.A. Rubanov, »pred revolucijo je neverjetno močan orkan nekako zajel ZDA. Porušili so vse mostove v državi, razen enega. Tisti, ki ga je zasnoval ruski inženir. Res je, da je bil inženir do takrat odpuščen - zaradi ... neupravičeno visoke zanesljivosti konstrukcije - je bilo za podjetje ekonomsko nedonosno" [Rubanov, 2012, str. ena].
Med inženirskim usposabljanjem pred revolucijo in trenutnim stanjem obstajajo velike razlike, piše raziskovalec v svojem delu: »Ruski sistem je temeljil na več
preprosta, a izjemno pomembna načela. Prva je temeljna izobrazba kot osnova inženirskega znanja. Drugi je kombinacija izobraževanja z inženirskim usposabljanjem. Tretji - praktična uporaba znanja in inženirskih veščin pri reševanju nujnih problemov družbe. To kaže na razliko med izobraževanjem in usposabljanjem, med znanjem in veščinami. Tako danes povsod in z navdihom poskušamo poučevati veščine brez ustrezne osnovne izobrazbe« [Ibid.].
In še nekaj: »... Brez temeljnega znanja bo človek imel nabor kompetenc in ne kompleks razumevanja, načina razmišljanja in veščin - kar se imenuje visoka inženirska kultura. Tehnične novosti je treba obvladati »tukaj in zdaj«. A izobraževanje je nekaj drugega. Zdi se, da ima Daniil Granin natančno formulo: »Izobraževanje je tisto, kar ostane, ko se vse naučeno pozabi« [Prav tam, str. 3].
Na podlagi navedenega povzemamo, da je značilnost izobrazbe inženirja trdna naravoslovna, matematična in filozofska podlaga znanja, širina interdisciplinarnega sistemsko-integrativnega znanja o naravi, družbi, razmišljanju, kot tudi visoka stopnja splošna strokovna in posebna strokovna znanja. To znanje zagotavlja aktivnost v problemskih situacijah in omogoča reševanje problema usposabljanja strokovnjakov s povečanim ustvarjalnim potencialom. Poleg tega je zelo pomembno, da bodoči inženir obvlada metode projektiranja in raziskovalne dejavnosti.
Za oblikovalsko-raziskovalno dejavnost je značilno, da se pri razvoju projekta v dejavnosti skupine nujno vnašajo elementi raziskovanja. To pomeni, da je treba glede na »sledove«, posredne znake, zbrana dejstva obnoviti določeno zakonodajo, red stvari, ki ga je vzpostavila narava ali družba [Leontovich, 2003]. Takšna dejavnost razvija opazovanje, pozornost, analitične sposobnosti, ki so sestavni del inženirskega mišljenja.
Učinkovitost uporabe projektnih dejavnosti za razvoj tehničnega mišljenja potrjuje oblikovanje posebnih osebnostnih lastnosti šolarjev, ki sodelujejo v projektu. Teh lastnosti ni mogoče obvladati verbalno, razvijajo se le v procesu namenske dejavnosti študentov med projektom. Pri izvajanju manjših lokalnih projektov je glavna naloga delovne skupine pridobiti končni produkt skupnega delovanja. Hkrati se razvijajo tako pomembne lastnosti za bodočega inženirja, kot je sposobnost dela v skupini, deliti odgovornost za sprejeto odločitev, analizirati dobljeni rezultat in oceniti stopnjo doseganja cilja. V procesu te timske dejavnosti se mora vsak udeleženec projekta naučiti podrediti svoj temperament in značaj interesom skupne stvari.
Na podlagi analize znanstvenih virov in vsega naštetega bomo določili glavne pogoje za razvoj tehničnega mišljenja šolarjev, ki so potrebni za izvajanje nadaljnjega inženirskega usposabljanja:
Temeljno usposabljanje iz fizike, matematike in računalništva po posebej zasnovanih programih, ki so med seboj logično povezani in upoštevajo tehnološko pristranskost poučevanja teh disciplin;
Hrbtenica in povezovanje vseh glavnih disciplin je predmet "Robotika in Ka";
Aktivna uporaba v izobraževalnem procesu druge polovice dneva za projektno-raziskovalne in praktične dejavnosti študentov;
Poudarek v izobraževanju ni na nadarjenih dijakih, temveč na študentih, ki jih zanima razvoj tehničnega mišljenja (učenje je odvisno od stopnje motivacije in ne od predhodnega učnega uspeha);
Dijaki se zbirajo v »inženirski skupini« samo pri obveznem pouku fizike, matematike in računalništva, preostali čas pa pri rednem pouku (učna skupina).
šolarji niso strukturno ločeni v ločen razred od svojih vzporednikov);
Usposabljanje "inženirske skupine" poteka po mrežnem principu.
Oglejmo si te pogoje podrobneje.
Kot prvi pogoj izpostavljamo temeljno usposabljanje iz glavnih temeljnih disciplin – fizike, matematike, računalništva. Brez ključnih, temeljnih znanj iz fizike in matematike je težko pričakovati nadaljnji uspešen napredek pri osvajanju osnov tehničnega mišljenja šolarjev. Hkrati pa sta temeljno usposabljanje bodočih fizikov in inženirjev dve zelo različni stvari. Pri razvoju tehničnega mišljenja je glavna zahteva predmeta fizika resnično razumevanje pojavov, ki se pojavljajo med tehnično izvedbo določenega projekta. Zadostno matematično ozadje vam omogoča, da najprej naredite predhodno oceno potrebne pogoje, v prihodnosti pa natančen izračun pogojev za izvedbo bodoče naprave. Strogi dokazi, ki so neločljivo povezani z matematičnimi disciplinami, in globok teoretični vpogled v bistvo fizikalnega pojava niso nujni za inženirsko prakso (pogosto to lahko celo škodi sprejetju informirane tehnične odločitve).
Po mnenju V.G. Gorokhov, »inženir mora biti sposoben narediti nekaj, česar se ne da izraziti z eno besedo »ve«, imeti mora tudi posebno vrsto mišljenja, ki se razlikuje od običajnega in znanstvenega« [Gorokhov, 1987].
Temeljna izobrazba bodočih inženirjev se doseže z razvojem posebnih programov fizike, matematike in računalništva, ki so med seboj v veliki meri povezani. Število učnih ur se je povečalo v primerjavi z rednim šolskim programom (fizika - 5 ur namesto 2, matematika - 7 ur namesto 5, računalništvo - 3 ure namesto 1). Širitev programov je v veliki meri posledica uporabe pri usposabljanju delavnic, usmerjenih v reševanje aplikativnih in tehničnih problemov, ter
enaka izvedba raziskovalnih projektov v popoldanskem času.
Predmet robotika je sistemsko oblikovan in povezovalni za vse pomembnejše študijske predmete. Ustvarjanje robota vam omogoča, da fizične principe zasnove združite v eno celoto, ocenite njegovo izvajanje, izračunate njegova dejanja in ga programirate za doseganje določenega končnega rezultata.
Za razliko od drugih podobnih šol, v katerih osnovno in dodatno izobraževanje nista povezani v enoten izobraževalni proces, naši programi za njihovo izvedbo izkoriščajo možnosti dodatnega izobraževanja v popoldanskem času. Vključujejo delavnice ter oblikovalske in raziskovalne dejavnosti šolarjev. Med tem delom študenti dokončajo majhne, zaključene inženirske projekte, ki jim omogočajo uporabo pridobljenega znanja v vseh večjih disciplinah. Ti projekti vključujejo vse glavne faze resnične inženirske dejavnosti: izum, načrtovanje, načrtovanje in izdelava resnično delujočega modela.
Drug pogoj za izgradnjo inženirske izobrazbe ni osredotočenost na nadarjene šolarje z visokimi dosežki, temveč na študente, ki jih zanima tehnika in ki morda nimajo zelo visokih dosežkov pri osnovnih predmetih. V našem izobraževanju si prizadevamo razvijati učne sposobnosti in tehnično razmišljanje šolarjev, ki se do zdaj niso izkazali, z izkoriščanjem njihovega velikega zanimanja za to področje znanja. Temu so namenjeni posebni izobraževalni postopki, kot so: ekskurzije v muzeje in podjetja, individualni in skupinski turnirji, obiski univerzitetnih laboratorijev in organizacija pouka v njih. V ta namen na Inštitutu za matematiko, fiziko, informatiko KSPU po. V.P. Astafieva je bil ustvarjen poseben laboratorij za robotiko, zasnovan za izvajanje pouka s šolarji in študenti.
Trenutno ima precej šol specializirane fizikalne in matematične pouke in domnevali bi, da se takšni razredi uspešno soočajo s pripravo učencev, nagnjenih k tehniki, v resnici pa ni tako. V pouku fizike in matematike se temeljni predmeti preučujejo bolj podrobno, a to je vse in to učencem ne omogoča, da bi izvedeli več o poklicu inženirja, še bolj pa, da bi »začutili«, kaj pomeni biti inženir.
V profilnih razredih se preučuje isti šolski kurikulum, čeprav bolj poglobljeno, kar bo morda otrokom omogočilo boljše znanje tega ali onega predmeta, vendar jim ne pomaga pri pridobivanju inženirskih veščin.
Inženirska izobrazba naj bi poleg študija šolskega kurikuluma omogočila učencem, da znanje, ki so ga pridobili pri vseh glavnih predmetih, združijo v enotno celoto. To je mogoče doseči z uvedbo ene same tehnične komponente v programe glavnih predmetov (v njihovem praktičnem in učnem delu).
Poleg tega je proces preoblikovanja obstoječih izobraževalnih struktur z namenom izločitve specializiranega razreda boleč in dvoumen. Pogosto je nepripravljenost za prehod v drug razred, prekinitev obstoječih družbenih in prijateljskih vezi večja od zanimanja za novo kognitivno področje. Drugi argument proti oblikovanju ločenih specializiranih razredov v šoli je začetna elitna narava njihovega izobraževanja.
Po našem mnenju E.V. Krylov: "... Delal sem na novosibirski univerzi na tečaju matematične analize in opazoval nadaljnjo usodo diplomantov specializiranih šol. Prepričani, da vedo vse, so se v prvem letniku univerze pogosto sprostili in leto kasneje izgubili pred študenti, ki so prihajali iz rednih šol« [Krylov, Krylova, 2010, str. 4].
V projektu izvajamo »Naravoslovni izobraževalni center. M.V. Lomonosov (CL) "za pouk matematike, fizike in računalništva se šolarji zbirajo v posebnem
namenskih laboratorijev iz svojih stalnih razredov. Po končanem pouku preostalih predmetov se učenci vrnejo v svoje običajne ustaljene razrede in služijo kot vodniki in agitatorji za koristi razvoja inženirske izobrazbe v šolskem okolju.
V primeru oblikovanja namenskega razreda naenkrat rešujemo številne organizacijske probleme, hkrati pa šolarjem odvzemamo možnost razvoja samostojnosti in odgovornosti, saj se te kompetence lahko razvijajo le pod določenimi pogoji in ti pogoji niso na voljo. pri študiju v namenskem razredu.
Ta projekt razvijamo in izvajamo od leta 2013. Projektna skupina vključuje zaposlene na Inštitutu za matematiko, fiziko, informatiko KSPU. V.P. Astafieva, predstavniki uprave in učitelji gimnazije1. Na podlagi delovnih izkušenj v letih 2013-1014 se je naša projektna ekipa zavestno odločila, da je potrebna organizacija inženirske šole po mrežnem principu. Potrebo po omrežni napravi narekuje nezmožnost zagotavljanja popolnega razvoja tehničnega mišljenja in inženirskega izobraževanja z uporabo virov katere koli izobraževalne strukture. Inženirsko izobraževanje je pravzaprav polivariantno in zahteva sodelovanje v izobraževalnem procesu različnih predstavnikov različnih stopenj izobrazbe (šola in univerza), predstavnikov proizvodnega sektorja gospodarstva in staršev.
Mrežna interakcija omogoča skupen razvoj izvirnih izobraževalnih programov. Na podlagi ekip vseh udeležencev projekta se oblikuje skupna ekipa učiteljev in predstavnikov stroke. Opremo in prostore vsake organizacije si delijo člani mreže, projekt pa je sofinanciran.
Znotraj šole obstajajo strukture dodatnega izobraževanja, ki so pripravljene biti
partnerji v tem izobraževanju. Ena od teh struktur je neposredno namenjena oblikovanju in razvoju tehničnega mišljenja šolarjev - to je "Center za inovativno ustvarjalnost mladih (TsMIT)", kjer je nameščena edinstvena digitalna oprema za 30 tipkanje, druga je "Mladinska Raziskovalni inštitut Gimnazije (MIIG)«, ki se v popoldanskem času ukvarja s projektantsko in raziskovalno dejavnostjo s šolarji.
Označimo vse enakovredne subjekte obstoječega trenutno omrežja in razkrijejo njihove funkcije.
Krasnojarska univerzitetna gimnazija št. 1 "Univers" - zagotavlja in nadzira učno obremenitev študentov osnovnega izobraževanja v prvi polovici dneva in delno v drugi.
Institucije dodatnega izobraževanja (TsMIT, MIIG) - izvajajo projektno obremenitev študentov v popoldanskem času.
Pedagoška univerza (KSPU) - izvaja razvoj in nadzor izobraževalnih programov centra v smislu razvoja tehničnega mišljenja.
Podjetja (RUSAL, Krasnoyarsk Radio Plant, ruska podružnica National Instruments) - zagotavljajo tehnološke vidike in poklicno usposabljanje na podlagi svojih izobraževalnih centrov in opreme.
Starši - financirajo dodatne izobraževalne storitve, sodelujejo pri organizaciji terenskih prireditev, vplivajo na šolarje preko posameznih predstavnikov, ki so lastniki inženirskih poklicev.
Takšna omrežna naprava je mogoča z delom združene, odprte ekipe vzgojiteljev, predstavnikov strok in zainteresiranih staršev.
Hkrati lahko vsak subjekt te mreže opravlja svoje specifične funkcije v skupnem izobraževalnem procesu. Glede Naravoslovnega centra. M.V. Lomonosova, je trenutna struktura omrežja prikazana na sl.
riž. Shema omrežne naprave Centra
Vrnimo se zdaj k vprašanju vloge pedagoške univerze pri usposabljanju kadrov za reševanje problemov inženirskega usposabljanja za šolarje. Za pripravo učitelja, ki je pripravljen aktivno razvijati tehnično mišljenje študenta, je potrebno njegovo posebno in namensko usposabljanje. Tako se je zgodilo, da v okviru Inštituta za matematiko, fiziko, informatiko obstajajo vse potrebne strokovne možnosti za usposabljanje takšnega učitelja. V okviru inštituta delujejo oddelki za matematiko, fiziko, informatiko in tehnologijo. Trenutno je inštitut razvil in sprejel dvoprofilni dodiplomski program, ki povezuje fiziko in tehnologijo. Program usposabljanja bodočega učitelja tehnologije se zdaj revidira glede na naloge inženirske šole. Spremenjen je program matematičnega usposabljanja dijakov, dodani so predmeti narisne geometrije, grafike in risanja. Učno gradivo v smislu trigonometrije, elementarnih funkcij in vektorske algebre je bistveno spremenjeno. Študentje-tehnologi poučujejo disciplino "Robotika". Trenutno de-
Poskusi se spremeniti usposabljanje fizike s povezovanjem fizikalnih praktikov s tehnološkimi aplikacijami.
Bibliografski seznam
1. Gorokhov V.G. Znati narediti. M., 1987.
2. Krylov E.V., Krylov O.N. Prezgodnji razvoj - škoda za intelekt? // Akreditacija v izobraževanju. 2010. številka 6 (41). septembra.
3. Leontovič A.V. Osnovni koncepti koncepta razvoja raziskovalnih in projektnih dejavnosti študentov // Raziskovalno delo šolarjev. 2003. št. 4. S. 18-24.
4. Putin V.V. Mnenja ruskih politikov o pomanjkanju inženirskega osebja. 04/11/2011 // Državne novice (GOSNEWS.ru). Internetna izdaja [Elektronski vir]. URL: http://www.gosnews.ru/business_and_authority/news/643
5. Rubanov V.A. Projekti v sanjah in v resnici ali O ruskem sistemu usposabljanja inženirjev // Nezavisimaya Gazeta. 2012. 12. št.25.
V Arhangelsku ena prvih izkušenj uvajanja robotike v šolski kurikulum, razvoj mišljenja in navdiha.
— Denis Gennadievich, povejte nam, kako se je začela vaša pot v izobraževalni robotiki. Kdaj ste se začeli zanimati zanjo? Kako se je vse skupaj začelo?
Je kakšen dan, ki je močno spremenil moj pogled na svet? V bistvu dva dni. 1. septembra 2006 sem končno začela delati kot učiteljica v šoli. Takrat naša šola še ni imela druge računalništva in je morala teči po učilnicah in s kredo v roki šolarje poučevati računalništvo. Ko ste pred tem 10 let delali kot inženir v IT podjetju, je kontrast osupljiv. Zato je bilo na prvi stopnji potrebno ustvariti normalno pisarno. Načeloma je urad za informatiko svojo prepoznavno podobo dobil poleti 2008. Pojavilo se je drugo vprašanje: v obliki, v kateri je bila računalništvo prisotna v učbenikih, me ta akademska disciplina ni preveč razveselila. Poleg tega so leta 2008 v 5. razred prišli pravljično nadarjeni otroci. »Podariti učbenik« takšnim otrokom ni samospoštovanje.
Tako se je zgodilo, da sem takrat prejel županovo nagrado in končal v trgovini Detsky Mir, ki je s popustom prodajala komplet Lego MINDSTROMS NXT. Zneski so se ujemali. In naslednji dan so 10. razredi z veseljem samostojno študirali konstruktorja iz robotike in ostali v pisarni 6 ur. In potem se je vse začelo zelo aktivno razvijati. Zdaj imamo v naši gimnaziji najboljšo bazo za tehnično ustvarjalnost na področju robotike v regiji Arkhangelsk in imamo vse: Lego WeDo, MINDSTORMS, VEX, ARDUINO, myDAQ, myRIO, TRIK itd. itd.
Ti otroci od 2008 do 2015 (od 5. do 11. razreda) so jih s svojim talentom, samo nezadržno željo po učenju, praktično prisilili k delu, delu, delu. Do zdaj se jih vsi robotiki spominjajo: kako je bilo mogoče študirati tehnični vid na platformi TRIK do 22.30 30. decembra v 11. razredu? Pa ne zato, ker so bila nekatera tekmovanja ali konference (ni jih bilo). In ker je zanimivo in se izkaže.
— Povejte nam o sebi, kje ste študirali, kakšna je vaša poklicna pot?
- Po izobrazbi - učitelj matematike, računalništva in računalništva. Diplomiral z odliko na Pomorski državni pedagoški univerzi po imenu M.V. Lomonosov, to je v Arkhangelsku. Nadalje izobraževalna ustanova postal del Severne (arktične) zvezne univerze po imenu M. V. Lomonosova. Vendar ni šel takoj v šolo. Služil je v mejnih četah znanstvena dejavnost na podiplomski šoli (teorija polskupin; ni pa se zagovarjal), delal kot inženir, se hkrati zanimal za fiziko zgoščenega agregatnega stanja, se naučil pisati znanstvene članke ...
In šele potem sem z znanjem, metodologijo, izkušnjami in razumevanjem, kaj bom delal in kako, šel v službo »po svojem poklicu«.
Zakaj je tehnična ustvarjalnost pomembna? Ali bodoče inženirje »odkrivajo« na pouku robotike?
— Inženirji morajo biti usposobljeni in se usposabljajo na univerzi. Inženirji se pridobijo, ko sami po izobrazbi izvajajo inženirske projekte in opravljajo inženirske naloge.
Vse, kar šola zmore: poklicno usmerjanje, motivacija, vzgoja in razvoj. Sploh nisem uporabil besede "trening". Ker se nikomur ničesar ne da naučiti, ampak se lahko samo naučiš. Zato se v gimnaziji trudimo ustvariti razmere, v katerih bo imel otrok možnost, da se znajde po svoji poti, da bo izbira poti, ki zagotavlja njegov razvoj, in bo motivacija. Letos je 67 % maturantov 9. razreda za izpit izbralo računalništvo – gre za problematiko tehnične ustvarjalnosti kot učinkovitega poklicnega usmerjanja.
Po drugi strani pa je pomembno, kdo prisluhne odgovoru. Ker se ukvarja s tehnično ustvarjalnostjo, je učitelju lažje delati z otroki, saj ga vprašanja izobraževalne motivacije ne motijo več. Ko smo se šele začeli ukvarjati z izobraževalno robotiko, smo izvajali študije o izobraževalni motivaciji šolarjev. Zaradi tega sem celo opravil usposabljanje na "Šoli učitelja-raziskovalca", v katerem so kandidati pedagoških znanosti razlagali, kako narediti vse pravilno in "v skladu z znanostjo", tako da je bil rezultat resničen in ne tisti, ki si ga resnično želiš. Motivacija šolarjev vsekakor narašča.
Informacije za starše: svojega otroka ste poslali v športno sekcijo (ali blizu smeri), poslali ste v umetnost, a ste pozabili na razvoj inteligence? Tutorji ga ne razvijajo.
Šolarji: opravljajo tehnično ustvarjalnost, izboljšujejo se ocene iz matematike, fizike, računalništva, angleščine in ruščine. Presenečen? Vsak robotik bo povedal svojo zgodbo o uspehu. Želite razumeti, da je vaše znanje dejansko razpršeno. Ja, ocene so, kaj pa znanje? Pridi in preveri. Ali pa se učiš samo za ocene? Ko rešiš problem, učitelj vedno ve odgovor. Toda v robotiki so stvari drugačne. Skupaj bomo iskali. To je prava ustvarjalnost, to je vaše neodvisno razmišljanje!
– V Gimnaziji št.24 je robotika vključena v splošno izobraževalni program, To je resnica? Kdaj se je zgodilo? V Rusiji je to še vedno redkost.
- Začel bom znova od daleč. Izobraževalna organizacija, v katero se je zaposlil leta 2006, je imel naslednji naziv: "Srednja šola št. 24 s poglobljenim študijem predmetov likovno-estetske smeri." Glasba, gledališče, koreografija, vizualna umetnost - to so osrednji predmeti. V takem okolju je bilo zelo očitno, da otrokom res manjka tehnična komponenta v izobraževalni poti. Kam jo vzeti? Zaradi tega se je vsa oprema začela uporabljati kot metodično orodje za učitelja računalništva. Učni načrt je to dopuščal. Otroci so pri pouku računalništva programirali tako robote kot mikrokrmilnike (leta 2009 se je to zgodilo s platformo Lego MINDSTORMS, leta 2011 s platformo Arduino).
Nato smo začeli s projektom »Začetek inženirskega izobraževanja v šoli«, v okviru katerega v posebej oblikovanem učnem okolju, ki temelji na inženirskih laboratorijih, učenci od 5. do 11. razreda študirajo računalništvo v tesni povezavi s problematiko fizike, tehnike. , in matematiko. Tako izvajamo STEM izobraževanje (STEM je okrajšava za znanost, tehnologijo, tehniko, matematiko, torej znanost, tehnologijo, tehniko in matematiko). Kasneje so v učnem načrtu gimnazije petošolci dobili robotiko, starejši pa izbirne predmete s tehničnih področij. Tako imajo na primer desetošolci specializiranega fizikalnega in matematičnega razreda obvezni izbirni predmet "Uvod v digitalno elektroniko", ta predmet že uporablja izobraževalne zmogljivosti platforme myDAQ znanega podjetja National Instruments.
Zgodilo se je, da smo leta 2012 prenehali biti »s poglobljenim študijem predmetov v likovni in estetski smeri« in smo postali gimnazija.
Leta 2015 sem maturantom prebral odlomke odobrenega Vzorčnega programa osnovnega splošnega izobraževanja, v katerem so robotika, mikrokrmilniki, 3D tiskalniki postali sestavni del računalništva v 5.-9. In vse, kar je bilo pred nekaj leti nekakšna inovacija, je postalo običajno.
— Povejte nam o svojih učbenikih o robotiki, ker so to še vedno redki učbeniki v ruskem izobraževanju, če ne štejemo prevodov.
- Iskreno povedano, kot pravijo, so se materializirali učbeniki »ne iz dobrega življenja«. Samo v tistem trenutku (2010, takrat sem založbi BINOM. Laboratorij znanja izročil prvi rokopis) ni bilo nič drugega kot ena knjiga Sergeja Aleksandroviča Filipova. Leta 2012 je založba izdala delavnico in delovni zvezek "Prvi korak v robotiko" (nadaljnje ponatis 2-krat). Posebnost priročnika je bila, da se je robot Lego MINDSTORMS lahko učinkovito uporabljal pri preučevanju različnih tem, na primer pri preučevanju koordinatne metode (ki je, mimogrede, v programu računalništva) in ustvarjanju prototipov različnih naprav.
Leta 2013 so predstavniki National Instruments ponudili, da napišejo vadnico na platformi NI myDAQ brez omejevanja kreativnosti in idej. Leto pozneje se je pojavila delavnica "Uvod v digitalno elektroniko" in čudovita platforma myDAQ je delovala kot učinkovito orodje za to. Priročnik je bil objavljen na spletni strani Intel Educational Galaxy (v obliki objav), žal pa bo stran to poletje prenehala obstajati.
V letu 2015 sem imel srečo, da sem sodeloval pri pripravi učnega priročnika »Mikrokrmilniki – osnova digitalnih naprav« za izobraževalni komplet Amperka TETRA. To je programiranje platforme Arduino v razredih 5-7.
V letu 2016 pripraviti učbenik »Tehnologija. Robotika", razdeljen na 4 dele (5, 6, 7 in 8 razredi). Lahko se uporablja kot delavnica za nove učbenike o tehnologiji (avtorji: Beshenkov S.A., Labutin V.B., Mindzaeva E.V., Ryagin S.N., Shutikova M.I.).
Trenutno pišem knjigo o modeliranju v OpenSCAD. Ne vem, kako se bo njena usoda razvijala naprej, a pri mojem delu je zame preprosto ključna. V računalništvu obstaja tema "Izvajalci algoritma", med temi izvajalci pa je risar. Po mojem mnenju se ne razlikuje od 3D tiskalnika, v OpenSCAD pa model ni narisan, ampak opisan s skripto v jeziku, podobnem C. To je spet programiranje.
- Kako poteka pouk v sobi 211? Kaj pa zunaj pouka? Zakaj ste opustili model kroga?
Prvič se otroci srečujejo s tehničnimi (tehničnimi) področji v 5. razredu, spet pri pouku računalništva ali pri izbirnem predmetu. In potem je vključeno načelo "Če želiš živeti v pisarni, živi!". Študentje izberejo, kdaj jim je primerno, da pridejo. Rezultat je izobraževalno okolje, v katerem učenci od 5. do 11. razreda hkrati delajo, kar jim je všeč, v tehnični ustvarjalnosti. Starejši pomagajo mlajšim, mlajši »kopirajo« starejše. Je kot šola, ne v smislu »institucije«, ampak kot smer v znanosti in kulturi.
Model kroga... Ne bom kritiziral modela kroga. Model kroga se nanaša na finance in nagrajevanje učiteljev. Noben metodolog in niti en inšpektor ne bo dovolil, da se pouk hkrati izvaja z učenci 5-11 razredov, ker nihče ne bo mogel napisati programa (kar mora seveda upoštevati starostne značilnosti). Vse je možno na prostovoljni osnovi. Torej nimam krogov.
V letu 2015 smo imeli na naši gimnaziji neverjetno maturo šolarjev, ki so oblikovali naš trend »Živi v pisarni!«. Imel sem čustveno »eksplozijo« – posledično se je pojavila knjiga »Začetek inženirskega izobraževanja v šoli« z Intelovim logotipom na naslovnici. Če je kateri od učiteljev na razpotju, ali naj začne svojo pot k izobraževalni robotiki - poglejte skozi in nedvoumno se boste odločili.
- Uporabljate različno opremo, imate kar 15 smeri. Zakaj obstaja taka raznolikost? Otroci komunicirajo z vsem?
— Prvič, raznolikost opreme je zelo priročna za učitelja, saj omogoča upoštevanje posameznih značilnosti učencev in značilnosti razreda kot celote. Poleg tega smo poskušali zgraditi celoten starostni razpon 5-11 razredov in to je že 7 smeri naenkrat.
Drugič, v specializiranih fizikalnih in matematičnih razredih poskušamo zagotoviti področja, kot so raziskave in projektna dejavnost. V specializiranih razredih je približno 60 ljudi. Vsi bodo umrli od dolgčasa, če bo le ena smer, jaz pa bom prvi.
Omeniti velja, da navodila ne izhajajo iz opreme. Na primer, smo na gimnaziji začeli usmeritve, povezane s tehnologijami National Instruments, ker ima naša Severna (Arktična) zvezna univerza 8 raziskovalnih in izobraževalnih laboratorijev, ki temeljijo na njihovi opremljenosti. Se pravi, na vsakem od področij lahko nadaljujete z delom po končani naši gimnaziji.
Pravzaprav najverjetneje brez diplomantov leta 2015 ne bi imeli tako velikega števila površin in opreme. Preprosto nisem imel časa, da bi jim, kot pravijo, "prinesel školjke." Ta izdaja je poznala in delovala z vso opremo: razpakirana je bila tik pred njimi in zelo pogosto je bila dostava tik ob pouku. Dal bom še en primer. V tem razredu je bil fant, ki ga je oboževal angleški jezik(zdaj študira za jezikoslovca), sem seveda zanj dobil debelo knjigo s 700 stranmi Arduino Cookbook. Ne morete si predstavljati, s kakšno žejo ga je "jedel" (beseda prebrano tukaj ne zveni), medtem ko je eksperimentiral z Arduinom. V nedeljo so prišli trije fantje sestaviti prvi 3D tiskalnik v pisarno, nato so programsko opremo preučili hitreje kot jaz (modelirati jo moraš) in mi pomagali. Kar sem pripravljal za lekcije za en teden - so absorbirali v 2 dneh. No, moral sem kuhati novo, novo, novo.
— Organizirate svoj festival — RoboSTEM. Je bil prvi festival letos januarja?
— Da, skupaj z Arkhangelskim centrom za inovativno ustvarjalnost mladih. Prvi je potekal letos. Odločili smo se, da je pomembno, da izpeljemo svoj (regionalni) festival. Zakaj zdaj? Naši diplomanti robotike so že dovolj dozoreli: žirijo so sestavljali diplomanti, ki so se ukvarjali z robotiko v naši gimnaziji in v 17. liceju mesta Severodvinsk (to je še eno močno središče za razvoj izobraževalne robotike v naši regiji).
- Kako je bilo? Koliko otrok je sodelovalo pri njem?
- 15. januarja je naša gimnazija Arkhangelsk št. 24 gostila odprt festival tehnične ustvarjalnosti na področju robotike "RoboSTEM", ki je združil 132 dijakov iz 23 šol v regiji Arkhangelsk. Obsežen program foruma je bil zanimiv za udeležence vseh starosti. Za študente so bila organizirana igrišča, kjer je bilo mogoče delati/igrati z opremo, razstave za goste festivala. In seveda se je vsak lahko počutil kot oboževalec ali udeleženec tekmovanj v robotiki.
Na otvoritvi festivala so udeležencem pozdravne besede nagovorili: Vitalij Sergejevič Fortygin, namestnik predsednika regionalne skupščine poslancev Arkhangelsk; Semjon Aleksejevič Vuymenkov, minister ekonomski razvoj regija Arkhangelsk; Sergej Nikolajevič Deryabin - predsednik regionalnega združenja pobud za razvoj malih in srednjih podjetij, generalni direktor InterStroy LLC in drugi ugledni gostje festivala.
Šolarji, ki sodelujejo na festivalu, so pripravili več kot 100 modelov robotov, sestavljenih na podlagi različnih platform: Lego EducationWeDo, Lego MINDSTORMS, Arduino, VEX EDR, TRIK, NI myRIO in druge.
Najmlajši udeleženci so 9-letni šolarji. Med zmagovalci in nagrajenci festivala so predstavniki 12 šol, od tega 42 % deklet. Pomembno je ohraniti ravnovesje med spoloma.
Po eni strani festival omogoča podpreti šolarje v njihovi strasti do robotike, po drugi strani pa pritegniti nove udeležence, popularizirati to področje inovativne ustvarjalnosti, da se mladi severnjaki počutijo kot pravi inženirji in izumitelji, izobražujejo oblikovalce prihodnost.
Posebej se želim zahvaliti podjetju Lego Education, ki je podprlo naš festival in ustanovilo nagrade za 5 izobraževalnih ustanov za pripravo najboljših ekip in podporo najboljšim trenerjem.
Kako se bo festival spremenil v letu 2018? Načrtujete kakšne spremembe v programu ali nominacijah?
— Evolucijske spremembe so seveda načrtovane. Nominacij bo še več. Tekmovanj bo še več. Na primer, potekalo bo tekmovanje za delo s 3D pisali. Potrebno količino smo že nabavili. Potekala bo olimpijada o Lego WeDo in WeDo 2.0, pri organizaciji pa nam pomagajo učitelji Arhangelskega centra za tehnično ustvarjalnost, šport in razvoj otrok. Tekmovanje v 3D modeliranju bo strogo temeljilo na T-FLEXCAD.
— V katere druge izobraževalne in tekmovalne projekte sodelujete? kaj načrtuješ?
— Seveda je bil najbolj nepričakovan in neverjeten rezultat festivala aprilska olimpijada inženirjev prihodnosti. Predstavniki malih podjetij proizvodnih podjetij so si ob obisku festivala zadali nalogo izdelati prototip brusilnega stroja na osnovi Lego MINDSTORMS, ki bo zagotovil dobro ponovljivost dejanj in jasno opisal matematični model. Tako je nastala olimpijada inženirjev prihodnosti, ki je potekala 26. aprila. Zmagovalci olimpijade so 4 ure "predali svoje delo", kot pravijo, "na zapis" (diktafon, kamera). Rešitve šolarjev bodo utelešene v pravi opremi, v delujočih strojih.
Zdaj na ozemlju naše gimnazije poteka rekonstrukcija stare stavbe rastlinjaka, v kateri bo po zaključku del center za tehnično ustvarjalnost. Ta projekt, ki se imenuje "Promshkola", nadzira njegovo neprofitno partnerstvo "Združenje na področju ladjedelništva, popravila ladij, strojništva in obdelave kovin" Krasnaya Kuznitsa ", ki združuje 16 malih podjetij.
Ministrstvo za gospodarski razvoj regije Arkhangelsk letos načrtuje oblikovanje regionalnega programa za razvoj robotike, v delovno skupino so vključeni tudi učitelji.
Obstaja tudi "projekt", ki ga je treba izvesti, vendar mi preprosto ni primeren: vadnica za robotiko, ki temelji na platformi National Instruments myRIO. Rok je 01.09.2018, saj bodo učenci, pod katerimi se vse to začenja, šli v 11. razred.
- Povejte nam o svojih uspehih, uspehih šolarjev, česa se spomnite v zadnjem času?
»Najpomembnejše je, da smo zgradili sistem. Zanesljiv, prilagodljiv, obnovljiv.
Letos smo imeli dogodek, katerega rezultate nameravamo odstraniti zelo previdno in počasi (in prvič ne bomo nikamor hiteli). Letos so za 5. regijski robotski turnir Robonord, ki poteka v Severodvinsku (letos 23. aprila), večino naših ekip trenirali šolarji, torej nisem bil jaz trener, ampak naša izkušena robotika. In 26. aprila imamo olimpijado inženirjev prihodnosti, seveda sem se ves pripravljal na pomembno olimpijado. Tako so naši superjunaki (trenerji) pripravili ekipe bolje kot sem kdajkoli pripravil šolarje na tekmovanja (24 nagrad od 33 možnih).
Hkrati je šestošolka Polina pripravila 5 ekip petošolcev: vse in vsakogar je organizirala preko družbenega omrežja, jim razlagala regulatorje in nikoli ni uporabila te besede (popravila in prilagodila celotno teorijo) , razvil strategijo, vse nadziral, se na tekmovanjih »boril« s sodniki, navajal položaje. In bila je zelo vesela, ko je petošolcem uspelo. Vsi 5. razredi vedo, zakaj se ukvarjati z robotiko. Postati kot Polina.
Koposov Denis Gennadievich,MBOU OG št. 24 mesta Arkhangelsk, učitelj računalništva,
[email protected] www.koposov.info
ZAČETEK TEHNIČNEGA IZOBRAŽEVANJA V ŠOLI
ZAČETEK TEHNIČNEGA IZOBRAŽEVANJA V ŠOLAH
Opomba.
Članek predstavlja izkušnje z organizacijo in izvajanjem inženirsko usmerjenih izbirnih in izbirnih predmetov računalništva v šoli. Obravnavajo se vprašanja povečevanja izobraževalne motivacije, poklicne usmerjenosti študentov.
ključne besede:
Računalništvo, izbirni predmeti, robotika v šoli, mikroelektronika v šoli, izobraževalni laboratoriji, informatizacija.
povzetek.
Članek opisuje izkušnje z organizacijo in izvedbo inženirsko usmerjenega izbirnega in izbirnega predmeta Informatika v šoli. Obravnava izboljšanje učne motivacije, duševnega razvoja in poklicne orientacije učencev.
ključne besede:
Izobraževanje, K-12, STEM, robotika, mikroelektronika, šolski laboratoriji, informatizacija.
Do danes je v Ruska federacija obstaja inženirska kriza – pomanjkanje inženirskega kadra in odsotnost mlajše generacije inženirjev, kar lahko postane dejavnik, ki bo upočasnil gospodarsko rast države. To ugotavljajo rektorji največjih tehničnih univerz, to vprašanje se redno postavlja na vladni ravni. »Danes v državi očitno primanjkuje inženirskih in tehničnih delavcev, delavcev in predvsem delavcev, kar ustreza trenutni stopnji razvoja naše družbe. Če smo pred kratkim še govorili o tem, da smo v obdobju preživetja Rusije, zdaj vstopamo na mednarodno prizorišče in moramo zagotavljati konkurenčne izdelke, uvajati napredne inovativne tehnologije, nanotehnologije, za to pa so potrebni ustrezni kadri. In danes jih na žalost nimamo "(Putin V.V.).
Kaj se običajno predlaga za spremembo trenutne situacije? Poleg dviga statusa poklica in dvig plače inženirjev, se vsa »raznolikost« predlogov spušča v dve smeri: okrepiti izbor kandidatov in organizirati preduniverzitetno dodatno izobraževanje diplomantov bodisi v šoli bodisi na univerzi:
»Potrebujemo druge, konstruktivne pristope, da zagotovimo priliv dobro pripravljenih kandidatov, ki so usmerjeni v vstop na tehnične univerze. Eden od teh pristopov je širok razvoj olimpijad za šolarje ... Drug način za oblikovanje kontingenta prosilcev je ciljno usmerjen sprejem ... Najresnejšo pozornost moramo posvetiti politehničnemu izobraževanju šolarjev, obnoviti potreben obseg tehnološkega usposabljanja. za učence v srednjih šolah, ki je bilo še relativno nedavno, razvijajo krožke in doma otroško tehnično ustvarjalnost "(Fedorov I.B.);
»Da bi del 10. in 11. razreda postal »preduniverzitetni«. Poleg šolskih učiteljev bi morali tam delati tudi univerzitetni učitelji. Če torej del temeljnih disciplin prenesemo v šolo, bodo štiri leta študija na univerzi dovolj, da pripravimo ne »nedokončanega« inženirja, temveč diplomanta, ki bo sposoben prevzeti inženirsko mesto. (Pokholkov Yu.P.).
Drugi pristop vključuje prenos dela izobraževalnega gradiva na Srednja šola- na prvi pogled čudovit predlog "od zgoraj", vendar povzroča ogorčenje učiteljev. Zdaj obstaja vrzel med srednjim in visokošolskim izobraževanjem in nobeni strani se ne mudi, da bi se srečali: tečaje za izpopolnjevanje učiteljev je mogoče obiskati le na zavodih za izpopolnjevanje (druge sheme preprosto ne delujejo). Treba je jasno razumeti, kolikšen odstotek študentov v redni šoli je pripravljen poslušati predavanja univerzitetnih učiteljev, in razumeti, kako bodo šolski učitelji videti v ozadju univerzitetnih profesorjev in izrednih profesorjev (in obratno). Ta shema je bolj ali manj izvedljiva le v urbanih licejih, kar pa spet ne bo dovolj za zadovoljevanje potreb tako univerz kot države po dobro usposobljenih kandidatih. Začaran krog, ki tvori tako panično razpoloženje kot nepripravljenost, da bi karkoli spremenili ali preprosto »imenovali« nekoga za krivca (»v šoli ne učijo dobro« je najbolj priljubljeno prepričanje visokošolskih delavcev). »Sam izobraževalni sistem je začel povsod degradirati. V zvezi s tem pridobi izjemen pomen najstarejša in najmočnejša izobraževalna ustanova – družina – s svojo sposobnostjo celostnega izobraževanja in prenosa »neformalnega znanja«. V skladu s tem pridobi inženirsko usposabljanje na univerzi, v majhnem podjetju, v obliki dodatnega izobraževanja celosten osebni značaj «(Saprykin D.L.) . »Po mojem mnenju ni treba posebej identificirati sposobnosti za natančne znanosti. Razvijati je treba krožke, izbirne predmete, izbirne predmete, predmetne olimpijade - to bo dovolj. Dodate lahko poklicno orientacijo. Za razvoj sposobnosti tako natančnih kot humanističnih ved je treba delati po načelu: poučevati v skladu s psihološko pripravljenostjo za zaznavanje «(Krylov E.V.).
Prav v takšnem družbenem okolju smo leta 2010 začeli izvajati projekt oblikovanja dostopnega izobraževalnega okolja, ki bi nam omogočilo, da študij računalništva dvignemo na kvalitativno novo raven, v okviru katerega smo na naši šoli ustvarjali od 2012 - gimnazija) inženirski laboratorij (robotika in mikroelektronika) in jih uporabljamo v okviru modela stalnega informacijskega izobraževanja.
Ko smo začeli razvijati to smer, se je izkazalo, da se v Ruski federaciji ni mogoče zanesti na izkušnje nekoga drugega, ki jih običajno predstavljajo razredi z majhno skupino navdušenih študentov (3–5 ljudi), tj. ni dela in raziskovanja v okviru neposrednega izobraževalnega procesa, ni povezovanja in kontinuitete inženirskih predmetov in seveda praktično ni učnega gradiva za navadne splošnoizobraževalne šole. Zato smo se pri izbiri glavnega vektorja za razvoj laboratorijev obrnili na mednarodno analitiko in napovedi.
Leta 2009 je Konzorcij za nove medije - mednarodni konzorcij več kot 250 visokih šol, univerz, muzejev, korporacij in drugih organizacij, usmerjenih v učenje, za raziskovanje in uporabo novih medijev in novih tehnologij, napovedal široko uporabo pametnih predmetov v izobraževanju v obdobju 2013-2014, vključno z Mikrokrmilniki Arduino – odprtokodna platforma za oblikovanje elektronskih naprav, ki študentom omogoča nadzor interakcije teh naprav s fizičnim okoljem.
Posebno pozornost je vredno posvetiti polnemu imenu naše šole: občinska proračunska izobraževalna ustanova občinske formacije "Mesto Arkhangelsk" "Srednja šola št. 24 s poglobljenim študijem predmetov v umetniški in estetski smeri" ( od junija 2012 - "Splošno izobraževalna gimnazija št. 24"; www. shkola24.su), je to pomembno, saj sta učinkovitost izobraževalnih tehnologij in motivacija učencev v neosnovni šoli na prvem mestu.
Leta 2010 je ameriška nacionalna znanstvena fundacija (skupaj z The Computing Research Association in The Computing Community Consortium) objavila analitično poročilo, ki podrobno opisuje, katere izobraževalne tehnologije bodo najbolj učinkovite in povpraševanja do leta 2030:
uporabnik Modelarstvo- spremljanje in modeliranje poklicnih lastnosti in izobraževalnih dosežkov študentov;
Mobilni Orodje s - preoblikovanje mobilnih naprav v izobraževalno orodje;
Mreženje Orodja- uporaba omrežnih izobraževalnih tehnologij;
resno Igre- igre, ki razvijajo konceptualne kompetence;
inteligentni Okolja- ustvarjanje intelektualnih izobraževalnih okolij;
Izobraževalni Podatki rudarjenje- izobraževalna okolja podatkovnega rudarjenja;
Bogati vmesniki- bogati vmesniki interakcije s fizičnim svetom.
Prva naloga, ki smo jo morali rešiti, je bila oblikovanje izobraževalnega okolja, ki odraža vse trende in smeri razvoja teh izobraževalnih tehnologij – inženirskih laboratorijev.
V letih 2010-2012 smo brez državnih sredstev ustvarili in uporabljali inženirske laboratorije v izobraževalnem procesu na naslednjih področjih:
LEGO robotika (15 mest za usposabljanje na podlagi izobraževalnega kompleta LEGO MINDSTORMS NXT);
programiranje mikrokrmilnikov (15 vadbenih mest na osnovi mikrokrmilnikov ChipKIT UNO32 Prototyping Platform, ChipKIT Basic I/O Shield);
oblikovanje digitalnih naprav (15 vadbenih mest na osnovi Arduino platforme in različnih elektronskih komponent);
sistemi za zbiranje in merjenje podatkov (15 mest za usposabljanje na osnovi mobilnega laboratorijskega kompleksa National Instruments myDAQ in programske opreme NI LabVIEW);
senzorji in obdelava signalov (15 učnih mest na podlagi sklopov 30 različnih senzorjev, kompatibilnih z Arduino, ChipKIT in NI myDAQ);
mobilna robotika (15 izobraževalnih DIY 2WD robotov na platformi Arduino).
Druga naloga je uporaba zmogljivosti laboratorijev v izobraževalnem procesu, zlasti pri poučevanju računalništva in IKT. Trenutno se ta oprema uporablja pri pouku, izbirnih in izbirnih predmetih, izbirnih predmetih iz računalništva in IKT.
V zgoraj omenjenih laboratorijih se študentje skoraj pri vsaki lekciji srečujejo s situacijo, ko postanejo nadaljnje tehnične dejavnosti, izumi nemogoči brez znanstveno podlago. V učilnici učenci prvič v življenju dobijo prave veščine pri organizaciji dela; sprejeti odločitve; opraviti preprost tehnični nadzor, zgraditi matematični opis; izvajajo računalniško modeliranje in razvoj kontrolnih metod, razvijajo podsisteme in naprave; strukturni elementi; analizirati informacije iz senzorjev; poskusite graditi večkomponentne sisteme, odpravljati napake, testirati, nadgrajevati in reprogramirati naprave in sisteme; podpirati jih v delovnem stanju – vse to je najpomembnejši temelj za prihodnje raziskovalne, projektantske, organizacijske, vodstvene in operativne strokovne dejavnosti. To ni več samo poklicno usmerjanje, je promocija znanosti z najsodobnejšimi izobraževalnimi tehnologijami.
Ob tem so glavni učitelji računalništva gonilna sila Zato je treba v sistemu usposabljanja (in izpopolnjevanja) učiteljev računalništva upoštevati izobraževalne zmogljivosti laboratorijev iz robotike in mikroelektronike ter v programe usposabljanja vključiti ustrezne discipline. Na podlagi šole se usposabljajo bodoči učitelji - študenti Inštituta za matematiko in računalništvo NArFU po imenu M.V. Lomonosov (smer "Izobraževanje fizike in matematike"), pouk poteka tudi za učitelje.
Po več predavanjih z učitelji računalništva v regiji Arkhangelsk je bilo opaženo precej pomembno dejstvo - nepripravljenost učiteljev, da bi uporabili izkušnje, ki so jih videli. Opravljena raziskava je razkrila razloge za to-mnogi učitelji se bodisi ne zanimajo za razvoj inženirske komponente, bodisi menijo, da to področje ni njihova močna stran. Zaradi tega smo začeli redno izvajati obsežna posvetovanja, delavnice, mojstrske tečaje za učitelje, da bi svoje izkušnje predstavili celotni pedagoški skupnosti, v Intel Educational Galaxy so potekali spletni seminarji (posnetki so na voljo za ogled) .
Kakšne rezultate smo dosegli v 2 letih, razen pri oblikovanju samega izobraževalnega okolja? Najprej velja omeniti, da se je med maturanti leta 2011 60 % odločilo za nadaljnje izobraževanje v visokošolskem izobraževanju. izobraževalne ustanove posebej na inženirskih specialitetah (torej po diplomi bodo prejeli inženirsko diplomo).
Drugič, začeli smo se pripravljati na objavo učni pripomočki. Maja 2012 je založba BINOM Knowledge Lab izdala izobraževalno-metodološki komplet o informatiki in IKT "Prvi korak v robotiko": delavnico in delovni zvezek o robotiki za učence 5.–6. razreda (avtor: Koposov D.G.). Namen delavnice je šolarjem omogočiti sodobno razumevanje uporabne znanosti, ki se ukvarja z razvojem avtomatiziranih tehničnih sistemov – robotike. Delavnica vsebuje opis aktualnih družbenih, znanstvenih in tehničnih problemov in problemov, rešitev, ki jih bodo prihodnje generacije šele našle. To omogoča študentom, da se počutijo kot raziskovalci, oblikovalci in izumitelji tehničnih naprav. Priročnik se lahko uporablja tako za učilnico kot za samostojno učenje. Usposabljanja s to delavnico prispevajo k razvoju oblikovalskih, inženirskih in splošnih znanstvenih veščin, pomagajo pri drugačnem pogledu na vprašanja, povezana s študijem naravoslovja, informacijske tehnologije in matematike, zagotavljajo vključevanje študentov v znanstveno in tehnično ustvarjalnost. Delovni zvezek je sestavni del delavnice. Pouk robotike prispeva k razvoju oblikovalskih, inženirskih in splošnoznanstvenih veščin, pomaga pri drugačnem pogledu na problematiko študija naravoslovja, informacijske tehnologije in matematike ter zagotavlja vključevanje študentov v znanstveno in tehnično ustvarjalnost. Delo z zvezkom vam omogoča bolj produktivno uporabo časa, namenjenega računalništvom in IKT, otroku pa daje tudi možnost, da nadzoruje in razume svoje dejavnosti in njihove rezultate. Delovni zvezek pomaga pri izvajanju praktičnega, ustvarjalnega in raziskovalnega dela.
Tretjič, izdelan in preizkušen je bil učni načrt dodatnega izobraževanja za učence od 9. do 11. razreda "Osnove mikroprocesorskih krmilnih sistemov", katerega jedro je modeliranje avtomatskih krmilnih sistemov na osnovi mikroprocesorjev, kot sodobne, vizualne in napredne smeri v znanosti in tehnologije, ob hkratnem upoštevanju osnovnih, teoretičnih določil. Ta pristop predpostavlja zavestno in ustvarjalno asimilacijo materiala ter njegovo produktivno uporabo pri eksperimentalnih oblikovalskih dejavnostih.
V procesu teoretičnega usposabljanja se šolarji seznanjajo s fizikalnimi osnovami elektronike in mikroelektronike, z zgodovino in razvojnimi perspektivami teh področij. Program predvideva delavnico, sestavljeno iz laboratorijsko-praktičnega, raziskovalnega dela in uporabnega programiranja. Pri posebnih nalogah šolarji pridobivajo splošne delovne, posebne in strokovne kompetence pri uporabi elektronskih komponent v mikroprocesorskih avtomatiziranih krmilnih sistemih, ki se fiksirajo v procesu razvoja projektov. Vsebina programa se izvaja v povezavi s fiziko, matematiko, računalništvom in tehnologijo, kar je v skladu s sodobnimi trendi STEM izobraževanja (znanost, tehnologija, inženirstvo, matematika). Program je zasnovan za 68 ur študija in ga je mogoče prilagoditi za 17 ur ali 34 ur izbirnih predmetov. Ta program se že drugo leto izvaja v MBOU OG št. 24 mesta Arkhangelsk v izbirnih razredih za učence 9. in 10. razreda.
Postaviti bi se moralo vprašanje: kaj je razlog za tako veliko število izobraževalnih laboratorijev? Ob ustanovitvi prvega laboratorija smo skupaj z učiteljem-psihologom preučevali dinamiko izobraževalne motivacije šolarjev. Uporabljene metode: opazovanje, pogovori s starši in učitelji, skaliranje, tehnika T.D. Dubovitskaya. Namen metodologije je prepoznati smer in določiti stopnjo razvoja notranje izobraževalne motivacije študentov pri študiju določenih predmetov (v našem primeru računalništva in robotike). Metodologija temelji na testnem vprašalniku 20 sodb in predlaganih odgovorov. Obdelava poteka po ključu. Tehnika se lahko uporablja pri delu z vsemi kategorijami učencev, ki so sposobni introspekcije in samoporočanja, od približno 12. leta starosti dalje. Dobljeni rezultati nam po eni strani omogočajo, da samozavestno govorimo o povečanju stopnje izobraževalne motivacije pri skoraj vsakem študentu, po drugi strani pa se je po letu dni stopnja motivacije začela zniževati in težiti k ravni, bilo je pred poukom v laboratoriju za robotiko (na podlagi LEGO MINDSTORMS NXT). Prav to dejstvo določa nadaljnji kvantitativni razvoj izobraževalnih laboratorijev. Učna motivacija je glavni dejavnik v neosnovni šoli, ki vpliva na uspeh učencev. Spremembe učne motivacije bomo preučevali tudi v prihodnje.
Drugo vprašanje, ki si ga učitelji pogosto zastavljajo, je: kako lahko mikroelektroniko, robotiko in inženirsko izobraževanje na splošno povežemo s posebnostjo naše šole – poglobljenim študijem likovnih in estetskih predmetov? Prvič, dejstvo je, da je bila platforma Arduino, na kateri temelji večina laboratorijev, prvotno razvita za usposabljanje oblikovalcev in umetnikov (ljudi z malo tehničnih izkušenj). Tudi brez izkušenj s programiranjem študenti po samo 10 minutah seznanitve že začnejo razumeti kodo, jo spreminjati, izvajati opazovanja in delati majhne študije. Hkrati je mogoče na vsaki lekciji ustvariti resnično delujoč prototip katere koli naprave (svetilnik, semafor, nočna luč, girlanda, prototip sistema ulične razsvetljave, električni zvonec, zapiralo vrat, termometer, merilnik hrupa v gospodinjstvu ipd.), študenti pa izboljšajo raven njegove tehnološke samoučinkovitosti. Drugič, kaj pomeni biti inženir, je Peter Leonidovich Kapitsa izredno oblikoval: »Po mojem mnenju je dobrih inženirjev malo. Dober inženir mora biti sestavljen iz štirih delov: 25 % - biti teoretik; za 25 % - umetnik (avtomobila ni mogoče oblikovati, treba ga je narisati - tako so me učili in tudi jaz tako mislim); za 25 % - s strani eksperimentatorja, t.j. raziščite svoj avto; in 25 % mora biti izumitelj. Tako je treba narediti inženirja. To je zelo grobo, lahko so razlike. Toda vsi ti elementi morajo biti.
Posebej bi rad poudaril, da obstoječi izobraževalni programi informatike omogočajo uporabo robotike, mikroelektronike (in inženirskih komponent) kot učiteljevega metodičnega orodja, ne da bi jih bilo treba spreminjati. delovni program učitelj. To je zelo pomembno, še posebej na začetku tovrstnih projektov v šolah, ko lahko strah pred neizogibnostjo izpolnjevanja ogromnega števila papirjev ustavi vsakega učitelja.
V zadnjem času so digitalni izobraževalni viri postali izjemno priljubljeni. Statistika prenosa spletne strani fcior. edu. ru in šolska zbirka. edu. en to potrjuje. Območni in občinski oddelki za izobraževanje organizirajo ogromno tekmovanj in seminarjev o uporabi DER v šoli. V zadnjih 5–Številne univerze že 6 let učinkovito uporabljajo programsko okolje LabVIEW od National Instruments v raziskavah in akademsko delo. Razvijajo se in vpeljujejo v izobraževalni proces virtualni laboratoriji in delavnice v naravoslovju. Analiza izvlečkov kandidatnih in doktorskih disertacije v letu 2009–2011, velja omeniti veliko število del, ki uporabljajo programsko opremo NI LabVIEW , vključno s specialnostjo 13.00.02 (teorija in metodologija usposabljanja in izobraževanja). Ta programska oprema je nameščena na naši šoli. Tako se bodo študentje v okviru izobraževanja informatike lahko seznanili s tem, kako so zasnovani in razviti tovrstni laboratorijski kompleksi.
Rad bi opozoril na razvojno funkcijo študija robotike in mikroelektronike v šoli. Sistematično delo z majhnimi detajli pri otrocih in mladostnikih pozitivno vpliva na razvoj motoričnih sposobnosti majhnih mišic rok, kar posledično spodbuja razvoj osnovnih možganskih funkcij, kar pozitivno vpliva na pozornost, opazovanje, spomin, domišljijo, govor in , seveda, razvija kreativnost.razmišljanje.
Ozko grlo številnih študij in projektov je pogosto nezmožnost hitrega skaliranja. Izkušnje, ki smo si jih nabrali, so nam omogočile, da smo v najkrajšem možnem času (30 dni) razširili projekt v splošno izobraževalni licej št. 17 mesta Severodvinsk, kar poudarja praktičen pomen našega dela.
Raziskave tehnološkega podjetja kažejo, da če do 7. leta nimamo otrok, ki bi jih zanimali in bili navdušeni nad inženiringom–9. razreda je verjetnost, da bodo uspešno šli na inženirsko kariero, zelo majhna. Učitelji računalništva, ki promovirajo naravoslovje, matematiko, tehniko in tehnologijo z interdisciplinarnimi izbirnimi in izbirnimi predmeti, dodatnimi izobraževalnimi sistemi, lahko učinkoviteje vplivajo na izbiro študentov prihodnjega poklica. Uporaba inženirskih laboratorijev v šolah v modelu stalnega informacijskega izobraževanja bo omogočila učinkovito učenje od konca do konca (šol.-dodatno izobraževanje- univerza ) o sodobnih informacijsko-komunikacijskih tehnologijah, ki zagotavljajo kontinuiteto izobraževalnega programa na različnih stopnjah izobraževanja.
Literatura
Vse preprosto je res ... Aforizmi in razmišljanja P.L. Kapitsa.../Comp. P. E. Rubinin. - M.: Založba Moskve. fiz.-tehnika. in-ta, 1994. - 152 str.
Dubovitskaya T.D. Metode diagnosticiranja usmerjenosti izobraževalne motivacije // Psihološka znanost in izobraževanje. - 2002. št.2. - C.42–45.
Koltsova M.M., Ruzina M.S. Otrok se uči govoriti. Vadba s prstnimi igrami - Jekaterinburg: U-Factoria, - 2006. - 224 str.
Koposov D.G. Osnove mikroprocesorskih krmilnih sistemov - program za učence 9.–11. razreda // Informacijske tehnologije v izobraževanju: viri, izkušnje, razvojni trendi: Sob. mat. Mednarodno znanstveno in praktično. konf. (30. november - 3. december 2011). Ob 2. uri, 2. del./ Uvodnik. Fedoseeva I.V. in drugi - Arkhangelsk: Založba JSC IPPK RO, 2011. - P.174–181.
Koposov D.G. Prvi korak v robotiko: delavnica za 5-6 razrede. M: BINOM. Laboratorij znanja. - 2012. - 286 str.
Koposov D.G. Prvi korak v robotiko: delovni zvezek za 5-6 razrede. M: BINOM. Laboratorij znanja. - 2012. - 60 str.
Koposova O.Yu. Spremljanje stopnje izobraževalne motivacije učencev 5.–7. razreda pri študiju robotike // Informacijske tehnologije v izobraževanju: viri, izkušnje, razvojni trendi: Sob. gradivo Vseruske znanstvene in praktične konference (7–10. december 2010). I. del / Redkol. Artyugina T.Yu. in drugi - Arkhangelsk: Založba JSC IPPK RO, 2010. - P. 230–233.
Krylov E.V. Prezgodnji razvoj - škoda za intelekt?: [intervju] / Krylov E.V., Krylov O.N. // Akreditacija v izobraževanju. - 2010. - Št. 6 (41). septembra. - S. 90–92
Pokholkov Yu.P. Pet minut do inženirja. Politična revija. 17.07.2006. C.8
Saprykin D.L. Inženirsko izobraževanje v Rusiji: zgodovina, koncept in obeti // Visokošolsko izobraževanje v Rusiji. - 2012. št. - S. 125–137.
Fedorov I.B. Vprašanja razvoja inženirskega izobraževanja // Alma mater (Bilten Visoke šole). - 2011. - Št. 5. - S. 6–11.
Khromov V.I., Kapustin Yu.I., Kuznetsov V.M. Izkušnje z uporabo programskega okolja Labview v izobraževalnih tečajih o znanstveno intenzivnih tehnologijah // Sat. Zbornik mednarodne znanstvene in praktične konference "Izobraževalne, znanstvene in inženirske aplikacije v okolju LabVIEW in tehnologije nacionalnih instrumentov". 17.–18. november 2006, Moskva, Rusija: Založba Ruske univerze prijateljstva, - 2006. - str. 36–38.
Johnson L., Levine A., Smith R., Smythe T. "Poročilo Horizon 2009: izdaja K-12". Austin, Teksas: Konzorcij za nove medije. - 34 str.
Lovell E.M. Kurikulum mehkega kroga za podporo tehnološke samoučinkovitosti, Massachusetts Institute of Technology. - junij 2011. - 70.00.
Woolf B.P. Načrt za izobraževalno tehnologijo. Amherst, MA: Globalni viri za spletno izobraževanje. 2010. - 80 str.
Koposov D.G. Izobraževalni projekti v srednji šoli MBOU št. 24. Avtorska stran učitelja računalništva MBOU OG št.24. [Elektronski vir]. http://www.koposov.info.
Koposov D.G. Avtorski program "Osnove mikroprocesorskih krmilnih sistemov" dodatnega izobraževanja za učence 9-11. [Elektronski vir]. http://shkola24.su/?page_id=1534.
Uradna spletna stran Intel Educational Galaxy, razdelek Webinars. [Elektronski vir]. http://edugalaxy.intel.ru/?act=webinars&CODE=recwebinars.
Putin V.V. Mnenja ruskih politikov o pomanjkanju inženirskega osebja. 04/11/2011. // Državne novice (GOSNEWS.ru). Internetna izdaja. [Elektronski vir]. http://www.gosnews.ru/business_and_authority/news/643.
Malo ozadja o tem vprašanju
Zakaj se naši rojaki raje vozijo s tujimi avtomobili? Zakaj v vašem okolju ne boste našli uporabnikov domačih pametnih telefonov? Zakaj so ruske zapestne ure, ki so jih pred 40 leti uspešno izvažali v tujino, danes daleč za izdelki švicarske urarske industrije?...
Odgovor na vse takšne "zakaj" je preprost: v zadnjih desetletjih je država znatno izgubila svoje inženirsko in oblikovalsko osebje, ne da bi ustvarila temeljne pogoje za njihovo dopolnitev. Rezultat je zaostanek za konkurenčnimi državami v številnih panogah, ki zahtevajo visoko profesionalne oblikovalce in inženirje. Potrebni so na vseh področjih, kjer gre za razvoj in industrijsko proizvodnjo česar koli – od pohištva do vojaške in vesoljske tehnologije.
V današnjem času je prišlo do zavedanja o stanju in sprejeti so sistemski ukrepi za njegovo odpravo. Jasno je, da se mora v tem primeru vse začeti z izobraževanjem, saj prvovrstnega inženirja ne moreš dobiti iz zraka. Razširiti je treba verigo izobraževanja ustreznih kadrov od šol preko inženirskih univerz do visokotehnoloških inovativnih podjetij.
Tako se je septembra 2015 pod okriljem moskovskega ministrstva za izobraževanje začel projekt "Inženirski razred v moskovski šoli", katerega glavni cilj je usposabljanje kompetentnih strokovnjakov, potrebnih za mestno gospodarstvo in povpraševanja na sodobnem trgu dela. (podobni projekti so se začeli v regijah). Gimnazija št. 1519 je postala ena izmed udeleženk projekta.
Eno leto po lansiranju
Študijsko leto 2015/2016 je postalo zelo dinamično v smislu promocije projekta "Inženirski razred v moskovski šoli". Približno sto šol prestolnice se je pridružilo projektu, odprlo je skupno več kot dvesto inženirskih razredov, ki zajemajo približno 4,5 tisoč študentov. Do konca leta je željo po sodelovanju v projektu izrazilo že več kot 130 novih šol. Pri izvajanju projekta sodeluje 16 zveznih tehničnih univerz, ki so glavne platforme za poklicno orientacijo študentov inženirskih razredov. Oblikuje se nabor podjetij-partnerjev projekta iz različnih panog. Spoznavanje dela resničnih visokotehnoloških podjetij bi moralo služiti kot učinkovito "potopitev" študentov na področje inženiringa.
Junija 2016 v Moskvi na lokaciji Moskovske državne tehnične univerze. N.E. Baumanov mednarodni kongres “SEE-2016. Znanstveno in inženirsko izobraževanje«. Kongresa so se udeležili predstavniki ruskih in tujih univerz ter znanstvenih in industrijskih podjetij, potencialni delodajalci, domače šole. Kongres je bil osredotočen na izboljšanje učinkovitosti inženirskega izobraževanja v sodobnih razmerah, izmenjava izkušenj s tujimi kolegi pa je omogočila ugotavljanje še neuresničenih priložnosti in slabosti pri oživljanju domačega inženirskega potenciala.
"Želimo nekaj pripravljenega"
Kot je pokazala komunikacija na kongresu, nekatera ruska podjetja in univerze še vedno izhajajo iz ideje, da je za izobraževanje profesionalnega inženirja dovolj, da univerzitetne programe prilagodimo potrebam podjetij, ki potrebujejo inženirsko osebje. Rezultat tega pristopa je »prenizka izobrazba« univerzitetnih diplomantov na zahtevano raven. Domači strokovnjaki menijo, da je obzorje izobraževanja inženirja približno sedem let, iz česar sledi Začetek tega izobraževanja je treba postaviti že v šoli.. Odpiranje inženirskih razredov in aktiven položaj univerz, ki sodelujejo v projektu, pri vzpostavljanju učinkovite interakcije s specializiranimi šolami in uvajanju določenih oblik inženirskega usposabljanja že od višjih razredov ustrezajo tej potrebi.
Gimnazija št. 1519 ima dva inženirska oddelka (10. in 11.) in tako imenovani »predinženirski« 9., katerih dijaki so vključeni tudi v ustrezne dejavnosti poklicne orientacije in se izpopolnjujejo pri specializiranih predmetih (fizika, matematika, računalništvo) . Do diplome velika večina dijakov v tem razredu izbere profil tehnično smer v srednji šoli. Vpis v 10. in 11. inženirski razred poteka na podlagi analize celostnih izobraževalnih rezultatov dijakov pri temeljnih predmetih, rezultatov oblikovalskega in raziskovalnega dela ter znanstvene in tehnične ustvarjalnosti.
Gimnazija št. 1519 je podpisala pogodbe o sodelovanju z MIEM NRU HSE in MSTU. N. E. Bauman. Partnerstvo s temi univerzami ponuja študentom široko paleto različnih inženirskih in izobraževalnih možnosti, vključno s predavanji o poklicni orientaciji, specialnimi tečaji, laboratorijskim delom, mojstrskimi tečaji, poletnimi inženirskimi praksami na podlagi univerzitetnih oddelkov, raziskovalnih in izobraževalnih centrov in laboratorijev.
In to bi moralo biti prej
Lahko rečemo, da razumevanje, da je treba začeti izobraževati bodoče inženirje že v šoli, zajema vse več podpornikov in postaja skoraj nepovratno. Hkrati primerjava s tujimi izkušnjami to kaže v tujini se vključevanje šolarjev v inženirske dejavnosti pojavlja veliko prej kot pri nas - že od osnovnih letnikov.
Ruske šole so to izkušnjo že začele sprejemati. Tako smo priča trend zniževanja starostne ovire za vstop na področje inženiringa. In za to se trenutno pojavljajo dobri predpogoji: študentje in njihovi starši, ko vidijo visoko in neformalno aktivnost za oživitev prestiža inženirske stroke, postanejo visoko motivirani in pokažejo jasen odziv na ta signal. Verjetno se bo čez eno leto pokritost študentov s specializiranimi inženirskimi razredi večkrat povečala, začetek predprofilnega usposabljanja pa se bo premaknil v razrede 5-8.
Zavedajoč se tega trenda, Gimnazija št. 1519 načrtuje tudi uvedbo elementov predprofilnega inženirskega usposabljanja v 5.-8. razredu v študijskem letu 2016/17. Eden od teh elementov bo tečaj 3D računalniške grafike, ki bo namenjen razvoju prostorskega mišljenja šolarjev. Drugi element je krog intelektualne robotike, ki prispeva k razvoju osnovnih veščin uporabe računalnikov in krmiljenih robotskih naprav, veščin programiranja in reševanja algoritemskih problemov.
Kaj res lahko storite?
Pomembna teza, ki jo delijo inženirska in izobraževalna skupnost: dokler človek ne začne nekaj delati z lastnimi rokami, je njegovo inženirsko znanje iluzorno. Zato skoraj vsi udeleženci gibanja za oživitev inženirskega potenciala države poudarjajo izjemen pomen oblikovalske in raziskovalne dejavnosti šolarjev in študentov. Razumeti pomen tega dejavnika in se zanašati na določbe druge generacije Zveznega državnega izobraževalnega standarda je potrebno dati oblikovalskim in raziskovalnim dejavnostim status obvezne sestavine usposabljanja šolski otroci. Verjetno bo ta pristop postal trend tudi v prihodnjih letih.
Zdi pa se, da niso vse metode organiziranja oblikovalske in raziskovalne dejavnosti študentov enakovredne in učinkovite. Po mojem mnenju obstajajo tri ravni organizacije tovrstnih dejavnosti:
"osnovno"
To so projekti, zasnovani doma ali v šoli. Vodje takšnih projektov so starši otroka ali učitelji. To po eni strani omogoča izpostavljanje aktivnih otrok, povečanje njihove motivacije in pridobivanje minimalnih raziskovalnih izkušenj. Po drugi strani pa so slabosti te metode zelo pomembne: za takim delom praviloma ne stojijo tako pomembni organizacijski viri, kot sta proizvodna baza in znanstveni potencial vodje. V skladu s tem takšni projekti večinoma skoraj nimajo uporabne vrednosti in možnosti za resen nadaljnji razvoj.
"Osnovno" (trenutno)
Ta raven vključuje projekte na univerzitetnih mestih pod vodstvom univerzitetnih strokovnjakov in raziskovalcev. Pod temi pogoji je šolar, ki izvaja projekt, opremljen z raznovrstno opremo in znanstvenimi izkušnjami vodje, ki mu omogočajo, da si zastavi resnično relevantno in obetavno nalogo, ter možnost nadaljnje promocije zaključenega razvoja, če je zasluži si. Ta raven ustreza sodobnim predstavam o oblikovanju in raziskovalni dejavnosti študentov pri pouku tehnike in je predvidena z večino pogodb o sodelovanju med univerzami, ki sodelujejo v projektu, in specializiranimi šolami. V bistvu je prav za to obliko projektantsko-raziskovalne dejavnosti trenutno povpraševanje udeležencev (šole, univerze, podjetja), ki se ukvarjajo z oživljanjem inženirske stroke.
"Vrhunski" (ugibati)
Prebojni korak naprej v razvoju oblikovalske in raziskovalne dejavnosti bi bil oblikovanje skupin, sestavljenih iz študentov in šolarjev, ki sodelujejo pri izvajanju posebnih projektov v določenih podjetjih ki predstavljajo znanstveno intenzivne in inovativne industrije. Takšen pristop bi bodočim inženirjem omogočil največjo mero poglobljenosti v stroko, zagotovil nedvomno uporabno vrednost njihovega dela, pa tudi možnost uvajanja dokončanega razvoja v prakso. Motivacija študentov bi v takšnem modelu dosegla najvišjo raven.
V okviru oblikovalske in raziskovalne dejavnosti je naloga številka 1 naše gimnazije maksimirati pokritost dijakov s to dejavnostjo na ravni, ki ni nižja od »osnovne« in ji dati status obvezne sestavine usposabljanja šolarjev. Poleg tega si nameravamo prizadevati za uvedbo modela »višjega« nivoja v gimnaziji.
Ali lahko "prodate"?
Na kongresu SEE-2016 se je razpletla zanimiva razprava na temo: če je inženir hkrati tudi podjetnik da bi lahko komercializirali svoje ideje in razvoj, zanje poiskali vlagatelje, si »prebili« pot v življenje? Udeleženci so se strinjali, da je takšna dvojna vloga - "inženir-podjetnik" - prej idealen model in ga ni mogoče dvigniti na rang standarda. Čeprav, če inženir, ne na škodo njegove strokovnosti, tako ali drugače obvlada veščine podjetnika, potem je to le dobrodošlo.
Razumna rešitev je ustvarjena na različnih univerzah fakultete in oddelki, ki usposabljajo strokovnjake za spodbujanje inženirskega razvoja. In čeprav v projektu »Inženirski tečaji« ni poudarek na komercializaciji inženirskega razvoja, temveč na obvladovanju dejanskega inženirskega poklica, nekaj poklicnega usmerjanja v zvezi z inženirsko dejavnostjo ne bi bilo odveč. Vsekakor pa je koristno, da si študent, ki se osredotoča na poklic inženirja, vnaprej zamisli, da prototip nečesa, ki ga je ustvaril inženir, čeprav je zelo obetaven in povpraševan, ni konec procesa, ampak šele začetek cele vrste posebnih poslovnih dogodkov, ki prinašajo razvoj v življenje.
V zvezi s tem se poraja naslednja ideja: s spodbujanjem pouka inženirstva v širšem smislu lahko najdemo v tem procesu koristno mesto za del učencev pouka družbeno-ekonomskega profila. Vsekakor pa izkušnje naše gimnazije kažejo, da dijake teh razredov zanima smer »Inženirsko poslovanje in management«. Zdi se, da vključevanje razredov socialno-ekonomskega profila v interakcijo z ustreznimi fakultetami in oddelki univerz ne samo, da projekta "Inženirski razredi" ne "obremenijo" pretirano, ampak ga glede na to, kar je bilo že prej, smiselno dopolnjuje. zgoraj rečeno o delitvi vlog samega inženirja in podjetnika, ki spodbuja inženirski razvoj v življenju.
Brez njih ni nikjer!
Kot je poudaril eden od govornikov SEE-2016, so sodobno letalo, raketa in številni drugi deli opreme v mnogih pogledih IT izdelki. V smislu, da so njihov bistveni del programski in strojni sistemi, ki jih nadzorujejo. Kaj naj rečemo o "čistih" IT-storitevh, ki so v celoti sestavljene iz dejanskih programov in predstavljajo ogromno področje dejavnosti. In tu se pojavi še en problem - pomanjkanje ne le inženirjev v klasičnem pomenu besede, ampak tudi akutno pomanjkanje visokokakovostnih programerjev. Še ena potrditev tega je bila dana na Vseruskem mladinskem izobraževalnem forumu "Ozemlje pomenov", ki je potekal junija-avgusta, in sicer v tretji izmeni "Mladi znanstveniki in učitelji na področju IT", ki se je odprla julija. 13. 2016.
Zato si tudi ta problem zasluži, da se ga lotimo že v šoli. Če se ponovno obrnemo na temo projektantsko-raziskovalne dejavnosti, je primerno njeno vsebino »obogatiti« z IT projekti in ustvariti pogoje, da študenti pridobijo programsko prakso, sodelujejo v resničnih projektih avtomatizacije procesov v podjetjih kot del projektnih timov.
Na sestanku 30. junija 2016 o načrtih za razvoj projekta "Inženirski razred na moskovski šoli" za leto 2016/17 je moskovsko ministrstvo za izobraževanje obvestilo, da se že oblikuje skupina partnerskih podjetij iz IT industrije. , ki se bo ukvarjala s poklicno orientacijo s šolarji. Verjetno bomo videli še en trend - povečanje deleža študentov v inženirskih razredih, usmerjenih v delo na področju IT ter izbiro ustreznih univerz in oddelkov za sprejem.
Zaključek
Razumevanje, upoštevanje in odzivanje na obstoječe in nastajajoče trende v katerem koli segmentu izobraževanja, zlasti v okviru projekta "Inženirski razred na moskovski šoli", obstaja nujen pogoj za učinkovito pripravo študentov.
Projekt "Inženirski razred v moskovski šoli" ustvarja pogoje za širjenje omrežne interakcije med splošnimi izobraževalnimi organizacijami, organizacijami visokega strokovnega izobraževanja in raziskovalnimi in proizvodnimi podjetji. Združevanje virov udeležencev projekta šolarjem odpira nove prave poti, da postanejo inženir.
Zakaj imajo ruski šolarji zmanjšano sposobnost učenja
»Splošna raven geometrijske, predvsem pa stereometrične usposobljenosti diplomantov je še vedno nizka. Zlasti obstajajo težave ne le računske narave, temveč so povezane tudi s pomanjkljivostmi pri razvoju prostorskih predstav diplomantov, pa tudi z nezadostno oblikovanimi veščinami za pravilno upodabljanje geometrijskih likov, izvajanje dodatnih konstrukcij, uporabo pridobljenega znanja pri reševati praktične probleme ... To je posledica tradicionalno nizke ravni priprave na ta odsek in formalizma pri poučevanju začetkov analize ... "
Iz poročila FIPI naprej UPORABITE rezultate pri matematiki, 2010.
Kakšne zaključke je mogoče izpeljati iz zgornjega citata? Izkazalo se je, da se otroci ob zaključku šole malo naučijo osnovnih matematičnih veščin in sposobnosti? Očitno je, da inženirja s tako osnovno stopnjo znanja ni mogoče izšolati. Strokovnjaki vidijo razlog za vrzeli v poznavanju natančnih znanosti v slaba kakovost učbenikov, ter v formalizmu poučevanja in v nerazvitem logičnem, analitičnem razmišljanju sodobne generacije šolarjev.
Upamo, da bo pogovor z Evgenij KRILOV, izredni profesor na Inštitutu za atomsko energijo (Obninsk), avtor učbenikov matematike, programiranja, edinstvenih »računalniških pravljic« za otroke in Oleg KRYLOV- Izredni profesor Državne kmetijske akademije Iževsk bo pomagal jasneje razumeti bistvo tega problema.
Evgenij Vasiljevič, delali ste na učbeniku programiranja za univerze, danes delate na učbeniku matematike za fakultete. Povejte nam, po katerih kriterijih se ravnate pri ustvarjanju? Kaj na splošno lahko rečete o metodološki podpori šolskega in univerzitetnega izobraževanja?
E.K.: Metodološka podpora šol in univerz je zgrajena različno. Univerzitetna metodologija temelji na visoki strokovnosti učitelja, stroga ureditev je zanjo kontraindicirana. Mislim, da je treba s tem stališčem izvesti razvoj zveznih državnih izobraževalnih standardov, ki bi morali imeti status priporočil.
Praviloma se o novih izobraževalnih standardih ob vstopu na univerzo skrbno razpravljajo na diplomskih in splošnih oddelkih, nato pa vsak predavatelj razvije svoj program - in to je glavna točka. Program se v prihodnje ponovno obravnava na oddelkih in metodoloških svetih fakultet. In šele po toliko letih delovanja je izdelek pripravljen. Izjemno pomembno je sodelovanje ljudi, ki vidijo, kako se to ujema s splošnim okvirom učnega načrta: nujno - vodja oddelka, po možnosti recenzent in seveda visokokvalificiran učitelj.
Šola je težja. Pri pripravi metodološke podpore se morate zanašati na "povprečnega" učitelja, zanj pa morate izdelati predloge in praznine. Za zbiranje mnenj učiteljev pa je treba vzpostaviti povratne informacije. Metodične službe tega ne počnejo, saj so se v marsičem izkazale za nemočne. Izražati bi morali mnenje strokovne skupnosti, torej igrati vlogo »negativnega« odziva, ne pa podpirati in utemeljevati ministrsko strategijo.
Zelo pomembno vprašanje je vsebina učnega načrta, ki je zdaj pod vsako kritiko. Pri pisanju učbenika programiranja, ki temelji na dolgoletnih izkušnjah prejšnjih generacij avtorjev, je bil zame glavno merilo razvoj pravega specialista. Moral pa sem upoštevati obstoječi kurikulum, obstoječo realnost proizvodnje programskih izdelkov itd.
V REDU.: Naj izrazim tudi svoje mnenje. Kar se danes dogaja s šolskimi učbeniki, je katastrofa. Na primer, učbenikov enega avtorja, ene založbe dveh zaporednih let izdajanja ni mogoče uporabiti v izobraževalnem procesu le zaradi neskladja v številčenju nalog, odstavkov, razdelkov in tem.
Dober šolski učbenik se razvija več kot eno leto. Poleg tega za določen program in v okviru vsebine tistih disciplin, ki jih bo moral bodoči študent študirati na univerzi. Primer: vsa deskriptivna geometrija na univerzi temelji na izrekih, dokazanih v šolski stereometriji kot postulatih. Jasno je, da kakovost šolskega učbenika in s tem tudi kakovost poučevanja geometrije v šoli neposredno vplivata na študentovo razumevanje predavanj o deskriptivni geometriji na univerzi. V resnici večina študentov prvega letnika za izreke geometrije trdnih snovi ni slišala ali pa jih ni razumela. Posledično se naloge iz deskriptivne geometrije rešujejo le po modelu iz metodološkega priročnika, brez njihovega teoretičnega razumevanja. In od kod to razumevanje, če pri pouku matematike v šoli niso bili postavljeni potrebni temelji?
- Kaj lahko rečete o preverjanju učbenikov?
E.K.: Izpit iz učbenika za univerzo je organiziran kompetentno. Po mojem mnenju tega ni treba spreminjati, je pa mogoče izboljšati. Po mojih izkušnjah je vsaka faza, zlasti delo s pregledovalci, vodila k izboljšanju.
Na splošno opažam, da učbenik postane dober po drugi ali tretji izdaji. Najboljši v geometriji - A.P. Kiseleva je delala sto let, zdaj pa jo je na žalost nadomestila precej slabša kakovost. zakaj? Da, saj je resorno ministrstvo priporočilo menjavo vsakih pet let.
Pri pripravi učbenika je zelo pomembno upoštevati strogost predmeta in zagotoviti asimilacijo snovi na določeni starostni stopnji. Zato avtor poleg poznavanja predmeta potrebuje tudi priporočila učiteljev, ki delajo z določeno starostjo, ali osebne izkušnje.
Odkrito povedano sem bil presenečen, da so iz založbe spustili tog načrt učbenika. Izkazalo se je, da popolnoma nič ni odvisno od avtorja? Mislim, da je takšno stanje nerazumno - močno negativno vpliva na kakovost.
Prav tako je po mojem mnenju nesmiselno vsiljevati sestavo učbenika. Mislim, da niti en genij ne bo mogel v eni knjigi dobro predstaviti elementarne matematike in elementov matematične analize. Kljub temu so mi ponudili, da geometrijo in problemske knjige stlačim v eno knjigo.
Na pregled šolskega učbenika še nisem naletel, a je po mnenju kolegov slabo organiziran. Recenzenti so pogosto zaposleni z obrambo lastnih založniških podjetij in od njih ne morete pričakovati objektivnosti.
Glede na študijo analitikov GUVSE V. Gimpelsona in R. Kapelyushnikova dve tretjini študentov ruskih tehničnih univerz preprosto ne bosta mogli postati inženirji – zaradi domnevno »pridobljenega znanja«. Raziskovalci vidijo težavo predvsem v nizki kakovosti osnovne šole, s katero prihajajo prijavitelji na tehnične univerze ...
E.K.: Po mojih subjektivnih ocenah lani polovica študentov Fakultete za kibernetiko sploh ni mogla študirati, da o pripravljenosti za inženiring sploh ne govorim. Morda je mogoče imenovati potrebna merila za učne sposobnosti, vendar je težko imenovati zadostne ...
Nizka kakovost šolske izobrazbe je eden od razlogov za nizko zmožnost študija na univerzi, nikakor pa ne edini. Propad izobraževanja se začne že v vrtcu ali še prej – v družini. Kaj mislim? Izobraževanje za družbo je sredstvo zaščite pred grožnjami, za posameznika pa pred ostro konkurenco. Toda sodobna družba ima napačen občutek varnosti. In starši vse bolj želijo svojim otrokom udobje, ne zavedajoč se, da izobraževanje zahteva resno delo. Tako kakovostno, resno izobraževanje ni povpraševanje ne na ravni družbe ne na ravni posameznika.
- Kaj menite, da šola potrebuje, da prepozna in razvije sposobnosti učencev za natančne vede?
E.K.: Po mojem mnenju ni treba posebej identificirati sposobnosti za natančne znanosti. Razvijati je treba krožke, izbirne predmete, izbirne predmete, predmetne olimpijade - to bo dovolj. Dodate lahko poklicno orientacijo. Za razvijanje sposobnosti tako v natančnih kot v humanističnih vedah je treba delovati po načelu: poučevati glede na psihološko pripravljenost na zaznavanje.
- Logično, kognitivno razmišljanje mlajše generacije se slabša. Kaj je po vašem mnenju razlog za to?
E.K.: Poslabšanje logičnega mišljenja obstaja in je posledica številnih objektivnih in subjektivnih razlogov. Ker sem dolga leta predaval programiranje, opažam upad sposobnosti algoritemskega razmišljanja. To je v zadnjih letih postalo še posebej opazno. Danes naša družba ne čuti potrebe po inteligenci, čeprav na primer na Japonskem in Finskem taka potreba obstaja.
Prvi razlog je stopnja razvoja tehničnih sredstev: televizije, računalniške tehnologije. Recimo, da se računalnik "izklopi" fine motorične sposobnosti otroka, ki je močno orodje za razvoj, zlasti v zgodnjem otroštvu.
Drug razlog je neuspeh šolskega izobraževanja in najprej ideja o zgodnjem razvoju logičnih sposobnosti. Vse je treba storiti pravočasno: prezgodnji razvoj povzroči nepopravljivo škodo intelektu! V vrtcu morate skrbeti za razvoj motoričnih sposobnosti in domišljije. Naprej, notri osnovna šola, je prišel čas za razvoj figurativnega mišljenja. Logično mišljenje je kasnejša kvaliteta, ki ga je treba skrbno pripraviti, razvijati predvsem domišljijo, pa tudi disciplino mišljenja. To bi se moralo zgoditi okoli osmega razreda. Takrat je prišel čas za matematiko, fiziko, računalništvo.
Poleg tega na razvoj mišljenja negativno vpliva tudi metodološko nepravilen pouk klasičnih predmetov.
Vzemimo matematiko. Eno najtežjih vprašanj za študenta: kakšna je dolžina svinčnika? Še en primer: polovica dobrih študentov bo odgovorila na vprašanje, koliko je enak sinus šestdeset stopinj. In zakaj - ne več kot trije bodo pojasnili. Stvar je v tem, da se konceptualna razlaga, razprave, sklepi vržejo iz šolskega tečaja. Šolska matematika je polna odvečnega in ni časa za razvoj potrebnih veščin. Lahko navedem podobne primere iz šolskega tečaja fizike. Ruski jezik je tudi nujno sredstvo za razvoj. V šoli je treba otroke naučiti govoriti in pisati, ne pa izgubljati časa za leksikalno analizo.
V REDU.: Zmanjšanje spodbude k znanju je žal posledica ideologije »potrošniške družbe«. Motorična aktivnost otrok se je znatno zmanjšala. Računalnik nadomešča komunikacijo z vrstniki.
Kako menite o ideji Arkadija Dvorkoviča, predsednika nadzornega sveta Ruske šahovske zveze, o tem, da bi vsem otrokom privzgojili minimalno znanje o šahu? V kolikšni meri lahko pouk šaha v šoli pomaga pri razvoju sposobnosti učencev?
E.K.:Šah je zanimiv in uporaben za tiste, ki jih zanima. Razvijajo posebne sposobnosti, tako kot računalnik, mimogrede. Šah je primeren v začetni fazi razvoja mišljenja. Če pa že govorimo o strokovni izobrazbi, potem moramo izbirati med šahom in matematiko.
Šole nedvomno potrebujejo šahovske krožke in turnirje, a s tem, ko bomo pouk šaha spremenili v obvezen tečaj, bomo vodili še eno akcijo in dobili bomo učinek zavrnitve.
V REDU.: Igranje šaha, tudi na amaterski ravni, razvija logiko in logični spomin. Obvladovanje šaha se pravzaprav začne pri zelo figurativnem razmišljanju, o pomanjkanju katerega se v izobraževanju veliko govori. In šele veliko kasneje, z nabiranjem igralnih in turnirskih izkušenj, se vklopi dejansko logično šahovsko razmišljanje.
Praviloma so šolarji, ki načrtno igrajo šah vsaj dve ali tri leta, boljši v šoli in imajo višje ocene, predvsem pri matematiki.
Poleg tega je izgubljena ali dobljena igra na turnirju rezultat osebnih prizadevanj in neposrednega vzgoje otrokove odgovornosti za svoja dejanja. Pa ne samo med igro, ampak tudi v pripravah nanjo. O vzgoji psihične stabilnosti v stresni (turnirniški) situaciji ni treba govoriti.
V nekaterih šolah se računalništvo kot način razvoja logike uvaja že od prvega razreda, v drugih se računalništvo začnejo učiti veliko kasneje, pogosto neobvezno. Kaj menite, pri kateri starosti so takšni tečaji upravičeni, potrebni? Ali jih eksplicitni "humanisti" potrebujejo in v kolikšni meri?
E.K.: Zgodnje računalništvo je škodljivo, saj logični razvoj tako ali tako ne pride. Obstaja le navada besednoslovja in zavračanje "nepotrebnega" znanja. Rezultat je temeljna sprememba zaznavanja informacij.
Ponavljam, resni pouk ne bi smel biti pred osmim razredom. Sestava tečaja mora biti odvisna od njegovih ciljev. Nekateri študenti bodo imeli dovolj Officeovega programa (na primer za humanistiko), nekdo potrebuje zapleten grafični urejevalnik (bodoči oblikovalec), bodoči "tehničar" - tečaj algoritmov in programskih elementov v Pascalu (ne v BASIC-u). ). Tečaj naj bo zgrajen na modularni osnovi - z izbiro in v bistvu na izbirni osnovi. V nižjih razredih so sprejemljiva preprosta grafična orodja in preprosti jeziki, kot je LOGO z "želvo".
- Katera temeljna načela naj bodo osnova za organizacijo fizikalnih in matematičnih šol na univerzah?
E.K.: Na novosibirski univerzi sem delal na tečaju matematične analize in opazoval nadaljnjo usodo diplomantov specializiranih šol. Prepričani, da znajo vse, so se v prvem letniku srednje šole velikokrat sprostili in leto pozneje izgubili pred dijaki, ki so prihajali iz rednih šol.
V »univerzitetnih« šolah bi morali delati visokokvalificirani učitelji in jim omogočiti svobodo izbire – kaj in kako poučevati. Bodite prepričani, da upoštevate načelo: ne težite k prezgodnjemu razvoju, ampak se ukvarjajte s poglabljanjem znanja, razvijanjem sposobnosti. Recimo, poglobljena študija matematične analize ni potrebna, vendar bo teorija primerjav, kombinatorika zelo koristna.
- Kaj lahko rečete o dvostopenjskem izobraževanju za inženirje?
E.K.: Z dvostopenjskim usposabljanjem ni nič narobe, ni pa primerno za usposabljanje v nujnih nevarnih in tehnično zapletenih panogah. Računalniški znanstvenik se lahko izobražuje na kakršen koli način, saj takšen inženir v vsakdanjem smislu izkorišča že pripravljene sisteme. Toda upravljavec jedrskega reaktorja, letalski inženir in drugi podobni strokovnjaki. je treba kuhati tradicionalno.
V REDU.: Kar se tiče diplomantov in magistrov, so »osipi« povsod nevarni. Kako lahko premalo usposobljen inženir dela z desetinami upravljavcev strojev? Poleg tega je sodobni žitni kombajn po svoji opremljenosti bolj podoben niti računalniku, ampak vesoljski ladji.
Žal, seznanitev z novim izobraževalni standardi in načrti usposabljanja vodijo le v eno misel: sprva bodo učitelji specialnih strok izginili, saj so posebne discipline zmanjšane (in v nekaterih primerih izključene) iz programov usposabljanja bodočih inženirjev. Sovjetski strojni tehnik, diplomant tehnične šole, je bil veliko bolj pripravljen - najprej v praktičnem smislu. Diplomac pa ne bo imel niti zadostne teoretične podlage niti minimalne potrebne praktične podlage.
