Hur man startar en ingenjörsutbildning i skolan. Förhållningssätt till ingenjörsutbildning i grundskolan. Vad kan du egentligen göra
BÖRJA INGENJÖRSUTBILDNING I SKOLAN
BÖRJAN AV INGENJÖRSUTBILDNING I SKOLAN
A.C. Chitanoe, A.C. Grachev
SOM. Chiganov, A.S. Grachev
Tekniskt tänkande, teknik, fysik, matematik, datavetenskap, teknik, utbildning, forskning, robotteknik, projekt, modell, nätverksprincip.
Artikeln diskuterar relevansen av grundutbildningen av ingenjörspersonal i det tidigaste skedet - i grundskolan och gymnasiet. Tillvägagångssätten för utveckling av det tekniska tänkandet hos skolelever beskrivs som gör det möjligt att skapa ett hållbart intresse för ingenjörsvetenskap bland morgondagens studenter och utexaminerade från tekniska universitet i landet. Uppmärksamhet uppmärksammas på behovet av att skapa pedagogiska förutsättningar för utveckling av ingenjörskunskaper i gymnasieskolan. Rollen för ett pedagogiskt universitet i utbildningen av lärare för att lösa problemen med ingenjörsutbildning av skolbarn, specialutbildning av en lärare som aktivt kan utveckla elevernas tekniska tänkande beaktas.
Tekniskt tänkande, teknik, fysik, matematik, datavetenskap, teknik, utbildning, forskning, robotteknik, projekt, modell, nätverksprincip. Den här artikeln tar upp frågan om vikten av grundutbildningen av ingenjörer i ett tidigt skede - i mellan- och gymnasieskolor. Arbetet beskriver tillvägagångssätten för utveckling av studenter "tekniskt tänkande som gör det möjligt att motivera framtida studenter och utexaminerade från tekniska universitet i landet. Författarna pekar på vikten av att skapa pedagogiska förutsättningar för utveckling av ingenjörskunskaper i mellanstadiet. De överväger också högskolornas roll i lärarnas "utbildning för att lösa elevernas problem" ingenjörsutbildning och i en speciallärare "utbildning för att få dem att kunna utveckla elevernas" tekniska tänkande.
För närvarande upplever Ryssland en akut brist på högutbildad ingenjörspersonal med utvecklat tekniskt tänkande, som kan säkerställa framväxten av innovativa högteknologiska industrier.
Relevansen i utbildningen av ingenjörspersonal diskuteras både på regional och federal nivå. Till stöd för detta citerar vi från talet av Rysslands president V.V. Putin ”... Idag finns det i landet en uppenbar brist på ingenjörer och tekniker, och först och främst arbetare, motsvarande den nuvarande utvecklingsnivån i vårt samhälle. Om vi nyligen talade om det faktum att vi befinner oss i Rysslands överlevnadsperiod, nu är vi det! vi går in på den internationella arenan och måste tillhandahålla konkurrenskraftiga produkter, introducera avancerad innovativ teknik, nanoteknik, och detta kräver lämplig personal. Tyvärr har vi dem inte idag ... ”[Putin, 2011].
Denna artikel kommer att beskriva tillvägagångssätt för utvecklingen av tekniskt tänkande hos skolbarn, vilket kommer att skapa ett hållbart intresse för ingenjörskonst bland dagens skolbarn - morgondagens studenter och utexaminerade från tekniska universitet i landet.
Vi planerar att bestämma de pedagogiska förutsättningarna för utvecklingen av tekniskt tänkande hos skolbarn.
Vi vill uttrycka vår uppriktiga tacksamhet till UC RUSA / 1 för ekonomiskt och praktiskt stöd till projektet "Educational Centre for Natural Sciences döpt efter M.V. Lomonosov".
Enligt vår mening är det för sent att väcka intresset för teknik och uppfinningar hos en ung person som går ut gymnasiet och förbereder sig för att börja på ett universitet. Det är nödvändigt att skapa pedagogiska förutsättningar för utveckling av tekniskt tänkande i gymnasieskolan, och med förbehåll för genomförandet av vissa utvecklingsåtgärder i en tidigare ålder. I vår djupa övertygelse, om en tonåring är 11-13
i åratal gillar han inte att arbeta med en designer på egen hand, han är inte förtjust i vackra och effektiva tekniska strukturer, för framtida ingenjörsutbildning är han troligen redan förlorad.
För utvecklingen av det tekniska tänkandet hos en student i årskurs 8-11 är en aktiv position av en lärare i fysik, matematik, datavetenskap eller teknik nödvändig, och detta kan kallas det första pedagogiska tillståndet, eftersom utvecklingen av ingenjörsförmågor och , slutligen, ett medvetet val av riktningen för professionella aktiviteter för en pojke eller flicka. Samtidigt kan en lärares aktiva position inte uppstå av sig själv, det är nödvändigt att systematiskt och medvetet utveckla och utbilda en framtida eller en redan arbetande lärare, som syftar till att behärska pedagogiska tekniker som gör det möjligt att utbilda en ingenjör. I allmänhet, precis som teatern börjar med en klädhängare, bör ingenjörsutbildningen börja med att förbereda en skollärare för aktiviteter i denna riktning. Därför är ett pedagogiskt universitet det första steget i att utbilda en lärare som kan utveckla och upprätthålla motivation för skolbarns tekniska kreativitet.
Vi anser det nödvändigt att notera att detta problem inte uppstod igår. Sedan 1700-talet har den ryska staten haft en särskild oro för utbildningen av ingenjörseliten, det så kallade "ryska systemet för ingenjörsutbildning".
Som V.A. Rubanov, ”före revolutionen i USA svepte en otroligt stark orkan igenom på något sätt. Demolerade alla broar utom en i delstaten. Den som designades av en rysk ingenjör. Det är sant att ingenjören fick sparken vid denna tidpunkt - för ... orimligt hög tillförlitlighet av strukturen - det var ekonomiskt olönsamt för företaget "[Rubanov, 2012, s. ett].
Det finns betydande skillnader mellan ingenjörsutbildning före revolutionen och den moderna staten, skriver forskaren i sitt arbete: ”Det ryska systemet byggde på flera
enkla men extremt viktiga principer. Den första är grundläggande utbildning som grund för ingenjörskunskap. Det andra är att kombinera utbildning med ingenjörsutbildning. Tredje - praktisk användning kunskaper och ingenjörsfärdigheter för att lösa akuta samhällsproblem. Detta visar skillnaden mellan utbildning och träning, mellan kunskap och färdigheter. Så idag är vi överallt och med inspiration försöker lära ut färdigheter utan ordentlig grundutbildning ”[Ibid.].
Och en sak till: ”... Utan grundläggande kunskaper kommer en person att ha en uppsättning kompetenser, och inte ett komplex av förståelser, sätt att tänka och färdigheter – det som kallas en hög ingenjörskultur. Tekniska innovationer måste bemästras "här och nu". Och utbildning är något annat. Det verkar som om Daniil Granin har en exakt formel: "Utbildning är det som finns kvar när allt du har lärt dig glöms bort" [Ibid, sid. 3].
Med utgångspunkt i det föregående sammanfattar vi att ett karakteristiskt drag för utbildningen av en ingenjör ligger i en solid naturvetenskaplig, matematisk och ideologisk grund av kunskap, bredden av tvärvetenskaplig systemintegrativ kunskap om natur, samhälle, tänkande, samt hög nivå allmän yrkes- och specialyrkeskunskap. Denna kunskap ger aktiviteter i problemsituationer och låter dig lösa problemet med att utbilda specialister med ökad kreativ potential. Dessutom är det mycket viktigt för den framtida ingenjören att behärska teknikerna för design och forskningsverksamhet.
Design- och forskningsverksamhet kännetecknas av att när man utvecklar ett projekt, måste element av forskning nödvändigtvis introduceras i gruppens verksamhet. Detta innebär att det är nödvändigt att återställa en viss lag, sakers ordning, etablerad av naturen eller samhället, baserat på "fotspår", indirekta tecken och insamlade fakta [Leontovich, 2003]. Sådan aktivitet utvecklar observation, uppmärksamhet, analytiska färdigheter, som är en del av tekniskt tänkande.
Effektiviteten av användningen av projektaktiviteter för utveckling av tekniskt tänkande bekräftas av bildandet av speciella personliga egenskaper hos skolbarn som deltar i projektet. Dessa egenskaper kan inte bemästras verbalt, de utvecklas endast i processen med målmedveten aktivitet hos studenter under projektets gång. När man utför små lokala projekt är arbetsgruppens huvuduppgift att få fram den färdiga produkten av sina gemensamma aktiviteter. Samtidigt utvecklas så viktiga egenskaper för den framtida ingenjören som förmågan att arbeta i ett team, dela ansvaret för det fattade beslutet, analysera resultatet och bedöma graden av uppnående av det uppsatta målet. Under denna lagaktivitet måste varje projektdeltagare lära sig att underordna sitt temperament och karaktär den gemensamma sakens intressen.
Baserat på analysen av vetenskapliga källor och allt ovanstående kommer vi att bestämma de grundläggande förutsättningarna för utvecklingen av tekniskt tänkande hos skolbarn, nödvändiga för genomförandet av vidare ingenjörsutbildning:
Grundläggande utbildning i fysik, matematik och datavetenskap enligt specialutvecklade program som är logiskt relaterade till varandra och tar hänsyn till den tekniska fördomen i att undervisa i dessa discipliner;
Systembildande och integrerande av alla större discipliner är ämnet "Robotik och Ka";
Aktiv användning i utbildningsprocessen under andra halvan av dagen för design, forskning och praktiska aktiviteter för studenter;
Tyngdpunkten i undervisningen ligger inte på begåvade elever, utan på elever som är intresserade av utvecklingen av tekniskt tänkande (inlärning beror på graden av motivation och inte på tidigare utbildningsframgångar);
Eleverna samlas i en "ingenjörsgrupp" endast i obligatoriska klasser i fysik, matematik och datavetenskap, medan resten av tiden i sina ordinarie klasser (undervisningsgruppen är
unga skolbarn sticker inte ut strukturellt i en separat klass från dess parallell);
Utbildningen av "ingenjörsgruppen" bygger på en nätverksprincip.
Låt oss uppehålla oss vid dessa förhållanden mer i detalj.
Det första villkoret är grundläggande utbildning i grundläggande grundläggande discipliner - fysik, matematik, datavetenskap. Utan grundläggande, grundläggande kunskaper i fysik och matematik är det svårt att förvänta sig ytterligare framgångsrika framsteg i att bemästra grunderna i tekniskt tänkande av skolbarn. Samtidigt är grundläggande utbildning för framtida fysiker och ingenjörer två stora skillnader. I utvecklingen av tekniskt tänkande är huvudkravet från ämnet fysik en verklig uppfattning om de fenomen som uppstår under den tekniska implementeringen av ett specifikt projekt. Tillräcklig matematisk bakgrund gör att du kan göra en preliminär bedömning först nödvändiga förutsättningar, och i framtiden en korrekt beräkning av villkoren för implementeringen av den framtida enheten. Rigorösa bevis som är inneboende i matematiska discipliner och djup teoretisk insikt i essensen av ett fysiskt fenomen är inte en nödvändig nödvändighet för ingenjörsövningar (detta kan ofta till och med skada antagandet av ett balanserat tekniskt beslut).
Enligt V.G. Gorokhova, "en ingenjör måste kunna göra något som inte kan uttryckas med ett ord" vet, han måste också ha en speciell typ av tänkande som skiljer sig från både det vanliga och det vetenskapliga" [Gorokhov, 1987].
Den grundläggande utbildningen av framtida ingenjörer uppnås genom utveckling av specialprogram inom fysik, matematik och datavetenskap, som till stor del är integrerade med varandra. Antalet undervisningstimmar har utökats jämfört med den vanliga läroplanen (fysik - 5 timmar istället för 2, matematik - 7 timmar istället för 5, datavetenskap - 3 timmar istället för 1). Utbyggnaden av utbildningar beror till stor del på användningen av workshops i undervisningen, inriktade på att lösa tillämpade och tekniska problem, samt
samma utförande av forskningsprojekt på eftermiddagen.
Ämnet robotik är ryggraden och integrerande för alla större ämnen. Skapandet av en robot tillåter en att slå samman de fysiska principerna för en struktur till en enda helhet, utvärdera dess implementering, beräkna dess handlingar, programmera den för att erhålla ett visst färdigt resultat.
Till skillnad från andra liknande skolor, där grundutbildning och tilläggsutbildning inte är kopplade till en enda utbildningsprocess, använder våra program för deras genomförande möjligheterna till kompletterande utbildning på eftermiddagen. De innehåller workshops och design- och forskningsaktiviteter för skolbarn. Under loppet av detta arbete genomför studenterna små, kompletta ingenjörsprojekt som tillämpar den kunskap som erhållits inom alla större discipliner. Dessa projekt inkluderar alla huvudstadier av verklig ingenjörsverksamhet: uppfinning, design, design och tillverkning av en riktigt fungerande modell.
En annan förutsättning för att bygga ingenjörsutbildningar är att inte fokusera på begåvade, högpresterande skolbarn, utan på elever som är intresserade av ingenjörsvetenskap, som kanske inte har särskilt höga prestationer i grundläggande ämnen. I vår utbildning strävar vi efter att utveckla inlärningsförmågan och det tekniska tänkandet hos skolbarn, som ännu inte har visat sig, genom att utnyttja deras stora intresse för detta kunskapsområde. Specialpedagogiska procedurer syftar till detta, såsom: utflykter till museer och företag, individuella och gruppturneringar, besök på universitetslaboratorier och organisering av klasser i dem. För detta ändamål, vid Institutet för matematik, fysik, informatik av KSPU uppkallad efter V.P. Astafiev, ett speciellt laboratorium för robotik skapades, designat för att hålla klasser med skolbarn och elever.
För tillfället har ett betydande antal skolor specialiserade fysik- och matematikklasser, och man skulle anta att sådana klasser framgångsrikt klarar av förberedelserna för elever som är benägna till ingenjörsaktiviteter, men i verkligheten är detta inte fallet. I fysik- och matematikklasser studeras specialiserade ämnen mer i detalj, men det är allt, och detta tillåter inte på något sätt eleverna att lära sig mer om yrket som ingenjör, och ännu mer att "känna" vad det innebär att vara ingenjör .
I specialiserade klasser studeras samma skolplan, om än mer djupgående, vilket kanske gör det möjligt för barn att bättre kunna ett visst ämne, men inte på något sätt hjälper dem att förvärva en ingenjörs färdigheter.
Ingenjörsutbildningen ska, förutom att studera skolans läroplan, ge eleverna möjlighet att kombinera de kunskaper de förvärvat i alla grundläggande ämnen till en helhet. Detta kan uppnås genom att införa en enda teknisk komponent i programmen för huvudämnena (i deras praktik- och utbildningsdel).
Dessutom är processen att omforma de befintliga utbildningsstrukturerna för att lyfta fram en specialiserad klass smärtsam och tvetydig. Ofta är oviljan att flytta till en annan klass, att bryta befintliga sociala och vänskapliga band högre än intresset för ett nytt kognitivt område. Ett annat argument mot skapandet av dedikerade specialiserade klasser i skolor är den ursprungliga elitarten av deras utbildning.
Det är intressant, enligt vår mening, om utexaminerade från fysik- och matematikskolor E.V. Krylov: "... Jag arbetade vid Novosibirsks universitet under matematisk analys och observerade det fortsatta ödet för utexaminerade från specialiserade skolor. Övertygade om att de visste allt, slappnade de ofta av under det första året på universitetet och förlorade efter ett år mot studenter som kom från vanliga skolor ”[Krylov, Krylova, 2010, sid. 4].
I projektet implementerar vi ”Utbildningscentrum för naturvetenskap uppkallat efter M.V. Lomonosov (TsL) "för klasser i matematik, fysik och datavetenskap samlas skolbarn i en speciell
dedikerade laboratorier från sina permanenta klassrum. Efter att ha slutfört klasser för andra ämnen återvänder eleverna till sina vanliga etablerade klasser och fungerar som guider och förespråkare för fördelarna med att utveckla ingenjörsutbildning i skolmiljön.
När det gäller att skapa en dedikerad klass löser vi omedelbart många organisatoriska problem, men berövar samtidigt eleverna möjligheten att utveckla självständighet och ansvar, eftersom dessa kompetenser endast kan utvecklas under vissa förutsättningar och dessa förutsättningar saknas vid undervisning i en dedikerad klass.
Detta projekt har utvecklats och genomförts av oss sedan 2013. I projektgruppen ingår anställda vid Institutet för matematik, fysik, informatik vid KSPU uppkallad efter V.P. Astafieva, representanter för förvaltningen och gymnasieläraren 1. Baserat på erfarenheten av att arbeta 2013-1014, kom vårt designteam till ett medvetet beslut om behovet av att inrätta en ingenjörsskola på nätverksbasis. Behovet av en nätverksenhet dikteras av omöjligheten att säkerställa en fullständig utveckling av tekniskt tänkande och ingenjörsutbildning med hjälp av resurserna i en utbildningsstruktur. Ingenjörsutbildning är i själva verket multivariat och kräver deltagande i utbildningsprocessen av olika representanter för olika utbildningsnivåer (skola och universitet), representanter för ekonomins tillverkningssektor och föräldrar.
Nätverk möjliggör gemensam utveckling av ursprungliga utbildningsprogram. På basis av kollektiven för alla projektdeltagare bildas ett enat team av lärare och representanter för professionen. Varje organisations utrustning och lokaler delas av nätverksdeltagarna och projektet samfinansieras.
Det finns fortbildningsstrukturer inom skolan som är redo att vara
partner i denna utbildning. En av dessa strukturer är direkt avsedd för bildandet och utvecklingen av skolbarns tekniska tänkande - detta är Center for Youth Innovative Creativity (YCIT), där unik digital utrustning för 30 maskinskrivningar är installerad, den andra är Youth Research Institute of the Gymnasium (MIIG), som sysslar med design- och forskningsverksamhet med skolbarn på eftermiddagen.
Låt oss utse alla likvärdiga ämnen av det rådande för närvarande nätverk och avslöja deras funktioner.
Krasnoyarsk University Gymnasium nr 1 "Univers" - tillhandahåller och kontrollerar arbetsbelastningen för elever i grundläggande utbildning under den första halvan av dagen och delvis under den andra.
Institutioner för ytterligare utbildning (TsMIT, MIIG) - implementera projektarbetet för studenter på eftermiddagen.
Pedagogical University (KSPU) - utför utveckling och kontroll av utbildningsprogram i centrum när det gäller utveckling av tekniskt tänkande.
Företag (RUSAL, Krasnoyarsk Radio Plant, ryska grenen av National Instruments) - tillhandahåller tekniska aspekter och yrkesutbildning på grundval av deras utbildningscenter och utrustning.
Föräldrar - finansierar ytterligare utbildningstjänster, deltar i organiseringen av uppsökande evenemang och påverkar skolbarn genom individuella representanter med ingenjörsyrken.
Ett sådant nätverksarrangemang är möjligt med arbetet av ett enat, öppet team av pedagoger, företrädare för professionerna och intresserade föräldrar.
Samtidigt kan varje ämne i detta nätverk också utföra sina specifika funktioner i den gemensamma utbildningsprocessen. När det gäller Centrum för naturvetenskap uppkallat efter M.V. Lomonosovs nuvarande nätverksstruktur visas i fig.
Ris. Centrera nätverksenhetsdiagram
Låt oss nu återgå till frågan om vilken roll en pedagogisk högre utbildningsinstitution spelar för att utbilda personal för att lösa problemen med ingenjörsutbildning av skolbarn. För att förbereda en lärare som är redo att aktivt utveckla en elevs tekniska tänkande, är hans speciella och målmedvetna träning nödvändig. Det hände så att det inom ramen för Institutet för matematik, fysik, informatik finns alla nödvändiga professionella möjligheter för att förbereda en sådan lärare. Inom institutet finns institutioner för matematik, fysik, datavetenskap och teknik. För närvarande har institutet utvecklat och antagit ett tvåprofils kandidatprogram som kopplar samman fysik och teknik. Utbildningsprogrammet för den blivande teknikläraren revideras nu utifrån ingenjörsskolans uppgifter. Programmet för matematikträning av elever har ändrats, kurser i beskrivande geometri, grafik och ritning har tillkommit. Läromedel har förändrats avsevärt vad gäller trigonometri, elementära funktioner och vektoralgebra. Disciplinen "Robotik" lärs ut för studenter inom teknik. För närvarande av-
Försök görs att förändra fysikutbildningen genom att koppla fysikverkstäder till tekniktillämpningar.
Bibliografisk lista
1. Gorokhov V.G. Vet för att göra. M., 1987.
2. Krylov E.V., Krylov ON. Är för tidig utveckling skadlig för intellektet? // Ackreditering inom utbildning. 2010. N 6 (41). september.
3. Leontovich A.V. Grundläggande begrepp för begreppet utveckling av forskning och projektaktiviteter för studenter // Skolbarns forskningsarbete. 2003. Nr 4. S. 18-24.
4. Putin V.V. Ryska politikers åsikter om bristen på ingenjörspersonal. 04/11/2011 // State News (GOSNEWS.ru). Internetupplaga [Elektronisk resurs]. URL: http://www.gosnews.ru/ business_and_ Authority / news / 643
5. Rubanov V.A. Projekt i drömmar och i verkligheten, eller Om det ryska systemet för utbildning av ingenjörer // Nezavisimaya gazeta. 2012.12. Nr 25.
I Archangelsk, om ett av de första experimenten med implementering av robotik i Läroplanen, utveckling av tänkande och inspiration.
– Denis Gennadievich, berätta hur din väg inom pedagogisk robotik började. När började du intressera dig för henne? Hur började det hela?
– Finns det en dag som drastiskt förändrat min syn? I princip finns det två sådana dagar. Den 1 september 2006 började jag äntligen arbeta som lärare i skolan. I det ögonblicket hade vår skola ännu inte ett andra datavetenskapsrum och vi var tvungna att springa runt i klassrummen och lära ut datakunskap för skolbarn med krita i handen. När man har jobbat som ingenjör i ett IT-företag i 10 år är kontrasten hisnande. Därför var det i det första skedet nödvändigt att skapa ett normalt kontor. Datavetenskapskontoret fick i princip sin igenkännliga skepnad sommaren 2008. Den andra frågan uppstod: i den form som informatik var närvarande i läroböcker, behagade denna akademiska disciplin mig inte mycket. Dessutom, 2008, kom fantastiskt begåvade barn till 5:e klass. "Att ge en lärobok" till sådana barn är inte självrespekt.
Det hände så att jag vid den tiden fick borgmästarens pris och hamnade i butiken Detsky Mir, som sålde Lego MINDSTROMS NXT-setet till rabatterat pris. Beloppen matchade. Och nästa dag var 10:e klassare glada över att självständigt studera robotikkonstruktören och stannade på kontoret i 6 timmar. Och sedan började allt utvecklas väldigt aktivt. Nu i gymnastiksalen har vi den bästa basen för teknisk kreativitet inom robotikområdet i Archangelsk-regionen och vi har allt: Lego WeDo, MINDSTORMS, VEX, ARDUINO, myDAQ, myRIO, TRIK, etc., etc., etc.
Dessa barn från 2008 till 2015 (årskurs 5-11), med sin talang, bara en oåterkallelig önskan att lära, tvingade dem praktiskt taget att arbeta, arbeta, arbeta. Hittills kommer alla robotspecialister ihåg dem: hur var det möjligt den 30 december att engagera sig i teknisk vision på TRIK-plattformen till 22:30, medan de studerade i 11:e klass? Och inte för att det var några tävlingar eller konferenser (det fanns inga). Men för att det är intressant och det visar sig.
– Berätta om dig själv, var studerade du, vad är din yrkesväg?
- Utbildad - lärare i matematik, datavetenskap och datateknik. Utexaminerades med utmärkelser från Pomor State Pedagogical University uppkallad efter M.V. Lomonosov, det här är i Archangelsk. Ytterligare läroanstalt blev en del av Northern (Arctic) Federal University uppkallad efter M.V. Lomonosov. Han gick dock inte direkt till jobbet på skolan. Tjänstgjorde i gränstrupperna, var engagerad i vetenskaplig verksamhet i forskarskolan (teori om semigrupper; men försvarade sig inte), arbetade som ingenjör, blev samtidigt intresserad av den kondenserade materiens fysik, lärde sig att skriva vetenskapliga artiklar ...
Och först efter det, med kunskap, metodik, erfarenhet och förståelse för vad jag skulle göra och hur, gick jag till jobbet "av yrke".
– Varför är teknisk kreativitet viktig? Öppnar framtida ingenjörer sig i robotiklektioner?
– Ingenjörer ska utbildas och utbildas på universitetet. Och ingenjörer dyker upp när de själva, efter att ha fått en utbildning, genomför ingenjörsprojekt och utför ingenjörsuppgifter.
Allt skolan kan göra: karriärvägledning, motivation, utbildning och utveckling. Jag använde inte ens ordet "undervisning". Eftersom du inte kan lära någon någonting, kan du bara lära dig. Därför försöker vi i gymnastiksalen skapa förutsättningar där barnet ska ha möjlighet att hitta sin egen väg, det kommer att finnas val av en utbildningsbana som säkerställer hans utveckling och det kommer att finnas motivation. I år har 67 % av utexaminerade i 9:e klass valt datavetenskap som tentamen - detta är frågan om teknisk kreativitet som en effektiv karriärvägledning.
Å andra sidan är det viktigt vem som hör svaret. Att vara engagerad i teknisk kreativitet är det lättare för läraren att arbeta med barn, eftersom frågorna om pedagogisk motivation inte längre stör honom. När vi först började vår väg inom pedagogisk robotik, forskade vi om skolbarns pedagogiska motivation. För att göra detta genomgick jag till och med en utbildning på "Skolan för pedagog-forskare", där kandidater från pedagogiska vetenskaper förklarade hur man gör allt korrekt och "enligt vetenskapen" så att resultatet blev verkligt, och inte det ena du vill verkligen. Motivationen hos skolbarn växer definitivt.
För föräldrar, information: du skickade ditt barn till sportavdelningen (eller liknande i riktning), du skickade till konsten, men du har inte glömt utvecklingen av intelligens? Lärare utvecklar det inte.
För skolbarn: engagerar sig i teknisk kreativitet, betygen i matematik, fysik, datavetenskap, engelska och ryska språk förbättras. Är du förvånad? Varje robottekniker kommer att berätta sin framgångssaga. Du vill förstå att din kunskap verkligen är spridd. Ja, det finns betyg, men hur är det med kunskap? Kom och kolla. Eller lär du dig bara för betygen? När du löser ett problem vet läraren alltid svaret. Men inom robotik är det annorlunda. Vi ska söka tillsammans. Detta är verklig kreativitet, det här är ditt självständiga tänkande!
– I Gymnasium nr 24 ingår robotik i allmänt utbildningsprogram, Detta är sant? När hände det? I Ryssland är detta fortfarande en sällsynthet.
– Jag börjar på långt håll igen. Utbildningsorganisation, där han kom att arbeta 2006, hade följande namn: "Secondary school № 24 med fördjupade studier av ämnen av konstnärlig och estetisk riktning." Musik, teater, koreografi, bildkonst - det är kärnämnena. I en sådan miljö var det mycket slående att barn verkligen saknar den tekniska komponenten i utbildningsbanan. Var kan jag få tag i henne? Av denna anledning började all utrustning användas som ett metodiskt verktyg för en datavetenskapslärare. Utbildningsprogrammen tillät detta. Det vill säga, barn programmerade både robotar och mikrokontroller i datavetenskapslektioner (2009 hände detta med Lego MINDSTORMS-plattformen, 2011 - med Arduino-plattformen).
Sedan startade vi projektet "Början av ingenjörsutbildning i skolan", inom vilket, i en speciellt skapad utbildningsmiljö baserad på ingenjörslaboratorier, elever från årskurs 5 till 11 studerar datavetenskap i ett oupplösligt samband med fysik, teknik, matematik. Så implementerar vi STEM-inlärning (STEM står för science, technology, engineering, math, d.v.s. naturvetenskap, teknik, teknik och matematik). Senare, i gymnasiets läroplan, hade femteklassarna robotik, och de äldre hade valbara akademiska ämnen inom tekniska områden. Så, till exempel, 10-klassare i klassen profilfysik och matematik har ett obligatoriskt valbart "Introduktion till digital elektronik", den här kursen använder redan utbildningskapaciteten hos myDAQ-plattformen för det välkända företaget National Instruments.
Det blev så att vi 2012 slutade vara "med fördjupning i ämnen för konstnärlig och estetisk riktning" och blev en gymnastiksal.
Under 2015 läste jag upp fragment av det godkända modellprogrammet för grundläggande allmän utbildning för studenter, där robotik, mikrokontroller, 3D-skrivare blev en integrerad del av informatiken i årskurs 5-9. Och allt som för några år sedan var någon slags innovation blev vardag.
– Berätta för oss om dina läroböcker om robotik, för det här är också sällsynta läroböcker i rysk utbildning, inte medräknade översatta.
- För att vara ärlig, som de säger, materialiserade läroböcker "inte från ett bra liv". Just vid den tiden (2010, det var då jag överlämnade det första manuskriptet till förlaget "BINOM. Kunskapslaboratoriet") fanns det ingenting, förutom en bok av Sergei Alexandrovich Filippov. 2012 gav förlaget ut en workshop och arbetsbok "Första steget till robotik" (sedan omtryckt 2 gånger). Det speciella med manualen var att roboten Lego MINDSTORMS effektivt kunde användas när man studerade olika ämnen, till exempel studera koordinatmetoden (som för övrigt finns i datavetenskapsprogrammet) och skapa prototyper av olika enheter.
2013 föreslog National Instruments att man skulle skriva en handledning på NI myDAQ-plattformen utan att begränsa kreativitet och idéer. Ett år senare dök workshopen "Introduktion till digital elektronik" upp och den underbara myDAQ-plattformen var ett effektivt verktyg för detta. Handledningen publicerades på Intel Education Galaxy (i form av inlägg), men tyvärr kommer sidan att upphöra att existera i sommar.
2015 hade jag turen att delta i utarbetandet av läroboken "Mikrokontroller - basen för digitala enheter" för utbildningssatsen Amperka TETRA. Detta är Arduino-plattformsprogrammering i årskurs 5-7.
Förbered 2016 en lärobok "Teknik. Robotics", uppdelad i 4 delar (betyg 5, 6, 7 och 8). Den kan användas som en workshop för nya läroböcker om teknik (författare: Beshenkov S.A., Labutin V.B., Mindzaeva E.V., Ryagin S.N., Shutikova M.I.).
Just nu skriver jag på en bok om modellering i OpenSCAD. Jag vet inte hur hennes öde kommer att utvecklas vidare, men i mitt arbete är hon helt enkelt livsviktig för mig. Inom datavetenskap finns det ett sådant ämne som Algorithm Executors, och bland dessa exekutörer finns Draftsman. Enligt mig skiljer den sig inte från en 3D-skrivare och i OpenSCAD är modellen inte ritad utan beskrivs av ett script på ett C-liknande språk. Det är återigen programmering.
- Hur hålls klasserna i de 211 klassrummen? Och utanför lektionen? Varför övergav du cirkelmodellen?
För första gången möter barn tekniska (ingenjörsmässiga) områden i årskurs 5, igen på datavetenskapslektioner eller i ett valfritt ämne. Och då ingår principen ”Vill du bo på kontoret – lev!”. Eleverna väljer själva när det passar dem att komma. Resultatet är en pedagogisk miljö där elever i årskurs 5-11 samtidigt gör vad de tycker om teknisk kreativitet. De äldre hjälper de yngre, de yngre "kopierar" de äldre. Det är som en skola, inte i betydelsen en "institution", utan som en riktning inom vetenskap och kultur.
Muggmodellen ... Jag tänker inte kritisera muggmodellen. Cirkelmodellen handlar om ekonomi och lärarlöner. Inte en enda metodolog, och inte en enda examinator kommer att ge lektioner åt elever i årskurs 5-11 samtidigt, eftersom ingen kommer att kunna skriva ett program (som naturligtvis bör ta hänsyn till åldersegenskaper). Och på frivillig basis är allt möjligt. Så jag har inga cirklar.
Under 2015 hade vi en fantastisk examen av skolbarn på vårt gymnasium, som bildade vår trend "Live in the office!" Jag fick en känslomässig "explosion" - som ett resultat av detta dök boken "Beginnings of Engineering Education in School" upp med Intels logotyp på omslaget. Om någon av lärarna står vid ett vägskäl om att börja sin väg till pedagogisk robotik – titta igenom, så kommer du att göra ett entydigt val.
– Man använder olika utrustning, man har hela 15 vägbeskrivningar. Varför behövs denna sort? Interagerar barn med allt?
- För det första är variationen av utrustning mycket bekväm för läraren, eftersom den gör det möjligt att ta hänsyn till elevernas individuella egenskaper och klassens egenskaper som helhet. Dessutom försökte vi bygga hela åldersspannet för årskurserna 5-11, och det här är redan 7 riktningar på en gång.
För det andra, i de specialiserade fysik- och matematikklasserna, försöker vi tillhandahålla områden som forskning och projektverksamhet. Det är cirka 60 personer i specialklasser. Alla kommer att dö av tristess om riktningen är en, och jag kommer att vara den första.
Det är värt att notera att hänvisningar inte uppstår från utrustning. Till exempel startade vi anvisningarna relaterade till National Instruments-teknologier på gymnastiksalen av anledningen att i vårt norra (Arktis) federala universitetet 8 forsknings- och utbildningslaboratorier baserat på deras utrustning. Det vill säga, inom vart och ett av områdena kan du fortsätta arbeta efter examen från vår gymnastiksal.
Faktum är att vi med största sannolikhet inte hade haft så många vägbeskrivningar och utrustning utan 2015 års studenter. Jag hade bara inte tid att, som de säger, "ta med skalen." Den releasen kände till och fungerade med all utrustning: den packades upp precis framför dem, och väldigt ofta var leveransen precis vid lektionerna. Jag ska ge ytterligare ett exempel. Det var en kille i den klassen som älskade engelska språket(nu läser han till lingvist), naturligtvis, för honom fick jag en tjock bok på 700 sidor Arduino Cookbook. Du har ingen aning om vilken törst han "ätit" det (ordet läsa låter inte här), medan han utförde experiment med Arduino. Tre killar kom för att hämta den första 3D-skrivaren på kontoret i söndags, sedan studerade de mjukvaran snabbare än jag (du måste modellera den) och de hjälpte mig. Vad jag förberedde för lektionerna i en vecka - de absorberades på 2 dagar. Nåväl, jag var tvungen att laga något nytt, nytt, nytt.
- Du håller din egen festival - RoboSTEM. Var den första festivalen i januari i år?
– Ja, tillsammans med Archangelsk Center for Youth Innovative Creativity. Den första ägde rum i år. Vi bestämde oss för att det är viktigt att hålla en egen (regional) festival. Varför nu? Våra akademiker inom robotteknik har redan mognat nog: domarpanelen bestod av akademiker som ägnade sig åt robotik i vår gymnastiksal och på det 17:e lyceumet i staden Severodvinsk (detta är ett annat kraftfullt centrum för utveckling av pedagogisk robotik i vår region).
- Hur det var? Hur många barn deltog i det?
- Den 15 januari hölls en öppen festival om teknisk kreativitet inom robotteknik "RoboSTEM" i vårt gymnasium i Archangelsk nr 24, som samlade 132 elever från 23 skolor i Archangelsk-regionen. Forumets omfattande program gjorde det intressant för deltagare i alla åldrar. Lekplatser anordnades för elever där det var möjligt att arbeta/leka med utrustning, utställningar för festivalens gäster. Och naturligtvis kunde alla känna sig som ett fan eller en deltagare i en robottävling.
Vid invigningen av festivalen talade avskedsord till deltagarna av: Vitaly Sergeevich Fortygin, vice ordförande i Archangelsk Regional Assembly of Deputy; Semyon Alekseevich Vuymenkov, minister ekonomisk utveckling Archangelsk-regionen; Sergey Nikolaevich Deryabin - Ordförande för Regional Association of Small and Medium Business Development Initiatives, General Director för InterStroy LLC och andra framstående gäster på festivalen.
Skolbarn som deltog i festivalen förberedde mer än 100 robotmodeller sammansatta på basis av olika plattformar: Lego EducationWeDo, Lego MINDSTORMS, Arduino, VEX EDR, TRIK, NI myRIO och andra.
De yngsta deltagarna är 9 åringar. Bland vinnarna och pristagarna av festivalen finns representanter för 12 skolor, och 42 % av dem är flickor. Det är viktigt att upprätthålla en könsbalans.
Å ena sidan tillåter festivalen att stödja skolbarn i deras hobby för robotik, å andra sidan att locka nya deltagare, popularisera detta område av innovativ kreativitet, få unga nordbor att känna sig som riktiga ingenjörer och uppfinnare, utbilda designers av framtida.
Jag vill särskilt tacka Lego Education, som stöttat vår festival och inrättat priser till 5 utbildningsinstitutioner för att träna de bästa lagen och stötta de bästa tränarna.
– Hur kommer festivalen att förändras under 2018? Planerar du några förändringar i programmet eller nomineringar?
– Självklart planerar vi evolutionära förändringar. Det kommer fler nomineringar. Det kommer att bli fler tävlingar. Det blir till exempel en tävling för att arbeta med 3D-pennor. Vi har redan köpt det nödvändiga beloppet. Lego WeDo och WeDo 2.0 Olympiad kommer att anordnas, med hjälp av lärare från Archangel Centre for Technical Creativity, Sports and Children's Development. 3D-modelleringstävlingen kommer redan att vara strikt baserad på T-FLEXCAD.
– Vilka andra utbildnings- och konkurrensprojekt är du involverad i? Vad planerar du?
– Det mest oväntade och fantastiska resultatet av festivalen var förstås "Future Engineer" Olympiaden som hölls i april. Representanter för tillverkningsföretag för småföretag, som har deltagit i festivalen, satte sig i uppgift att göra en prototyp av en slipmaskin baserad på Lego MINDSTORMS, säkerställa god repeterbarhet av åtgärder och tydligt beskriva den matematiska modellen. Så dök Future Engineer Olympiad ut som ägde rum den 26 april. Vinnarna av olympiaden "överlämnade arbetet" i 4 timmar, som de säger "on the record" (diktafon, kamera). Skolbarns beslut kommer att förkroppsligas i verklig utrustning, i manövrering av maskiner.
Nu, på vårt gymnasiums territorium, pågår återuppbyggnaden av den gamla byggnaden av växthuset, där centrum för teknisk kreativitet är beläget efter arbetets slut. Detta projekt, som kallas "Promshkola", övervakas av dess ideella partnerskap "Föreningen inom området för varvsbyggnad, fartygsreparation, maskinteknik och metallbearbetning" Krasnaya Kuznitsa ", som förenar 16 små företag.
I år planerar ministeriet för ekonomisk utveckling i Archangelsk-regionen att skapa ett regionalt program för utveckling av robotik, lärare ingår också i arbetsgruppen.
Det finns också ett "projekt" som måste göras, men det lämpar sig inte för mig: en robotikhandledning baserad på National Instruments myRIO-plattform. Deadline är 2018-01-09, eftersom eleverna under vilka allt detta påbörjas går i 11:e klass.
– Berätta om dina framgångar, skolbarns framgångar, vad har du särskilt kommit ihåg nyligen?
– Det viktigaste är att vi har byggt ett system. Pålitlig, flexibel, förnybar.
I år hade vi ett evenemang, vars resultat vi planerar att mycket noggrant och långsamt avyttra (och för första gången kommer vi inte att skynda någonstans). I år, till den 5:e regionala robotturneringen Robonord, som äger rum i Severodvinsk (i år den 23 april), tränades de flesta av våra lag av skolbarn, det vill säga jag var inte tränaren, utan vår erfarna robotik. Och den 26 april har vi "Framtidens ingenjör"-olympiad, så klart, jag var helt förberedd för en viktig olympiad. Så våra superhjältar (tränare) förberedde team bättre än jag någonsin förberedde skolbarn för tävlingar (24 priser av 33 möjliga).
Samtidigt förbereddes 5 lag av femteklassare av sjätteklassaren Polina: hon organiserade allt och alla genom ett socialt nätverk, förklarade tillsynsmyndigheterna för dem och använde aldrig detta ord (hon reviderade och anpassade hela teorin ), utvecklade en strategi, kontrollerade allt, "kämpade" med domarna vid tävlingar, med hänvisning till bestämmelserna. Och hon blev väldigt glad när hennes femklassare gjorde allt. Alla femklassare vet varför de behöver göra robotik. Att bli som Polina.
Koposov Denis Gennadievich,MBOU OG nr 24 i staden Archangelsk, lärare i informatik,
[e-postskyddad], www.koposov.info
BÖRJA INGENJÖRSUTBILDNING I SKOLAN
BÖRJAN AV INGENJÖRSUTBILDNING I SKOLAN
Anteckning.
Artikeln presenterar erfarenheterna av att organisera och genomföra ingenjörsinriktade valbara och valbara kurser i datavetenskap i skolan. Frågorna om ökad utbildningsmotivation, yrkesvägledning av elever diskuteras.
Nyckelord:
Datavetenskapsundervisning, valbara kurser, robotik i skolan, mikroelektronik i skolan, pedagogiska laboratorier, informatisering.
Abstrakt.
Den här artikeln beskriver erfarenheten av att organisera och genomföra ett ingenjörsinriktat valfritt och valfria kurser om informatik i skolan. Diskuterar förbättring av lärandemotivation, mental utveckling och yrkesorientering hos elever.
Nyckelord:
Utbildning, K-12, STEM, robotik, mikroelektronik, skollaboratorier, informatisering.
Idag i Ryska Federationen det råder en ingenjörskris – brist på ingenjörspersonal och brist på en ung generation ingenjörer, vilket kan bli en faktor som bromsar landets ekonomiska tillväxt. Detta noteras av rektorerna för de största tekniska universiteten, denna fråga tas regelbundet upp på regeringsnivå. ”I dag finns det i landet en uppenbar brist på ingenjörer och tekniker, arbetare och först och främst arbetare, motsvarande den nuvarande utvecklingsnivån i vårt samhälle. Om vi nyligen sa att vi befinner oss i Rysslands överlevnadsperiod, nu går vi in på den internationella arenan och måste tillhandahålla konkurrenskraftiga produkter, introducera avancerad innovativ teknik, nanoteknik, och detta kräver lämplig personal. Tyvärr har vi dem inte idag ”(V.V. Putin).
Vad brukar föreslås för att förändra den nuvarande situationen? Förutom att höja statusen för yrket och höja lönerna för ingenjörer, kommer all "mängd" av förslag ner till två riktningar: att stärka urvalet av sökande och att organisera, antingen i skolan eller på ett universitet, ytterligare föruniversitet utbildning för akademiker:
"Vi behöver andra, konstruktiva tillvägagångssätt för att säkerställa flödet av välutbildade sökande som fokuserar på att komma in på tekniska universitet. Ett av dessa tillvägagångssätt är den omfattande utvecklingen av olympiader för skolbarn ... Ett annat sätt att bilda kontingenten av sökande är riktad antagning ... Vi måste ägna den största uppmärksamheten åt skolbarns yrkeshögskoleutbildning, återställa de nödvändiga volymerna av teknisk utbildning för elever i gymnasieskolor, vilket var relativt nyligen, utveckla cirklar och hemma barns tekniska kreativitet "(Fedorov IB);
"En del av årskurserna 10 och 11 bör göras till en" högskoleförberedande kurs ". Där ska, förutom skollärare, universitetslärare arbeta. Om vi på så sätt överför en del av de grundläggande disciplinerna till skolan kommer fyra år av programmet vid universitetet att räcka för att förbereda inte en "oavslutad" ingenjör, utan en kandidatexamen som kan ta en ingenjörstjänst." (Pokholkov Y.P.).
Det andra tillvägagångssättet innebär att en del av utbildningsmaterialet överförs till gymnasium- vid första anblicken orsakar dock ett underbart förslag från ovan lärarnas indignation. Nu finns det en klyfta mellan gymnasieutbildning och högre utbildning, och ingen av parterna har bråttom att träffa varandra: lärarutbildningar kan bara äga rum på avancerade utbildningsinstitutioner (andra system fungerar helt enkelt inte). Det är nödvändigt att tydligt förstå hur stor andel av eleverna i en vanlig skola som är redo att lyssna på föreläsningar av universitetslärare, och förstå hur skollärare kommer att se ut mot bakgrund av universitetsprofessorer och docenter (och vice versa). Detta system är mer eller mindre realiserbart endast i urbana lyceum, vars kapacitet, återigen, inte kommer att räcka till för att möta behoven hos både universitet och landet av utbildade sökande. En ond cirkel som skapar både panik och ovilja att ändra någonting, eller helt enkelt att "utse" någon att skylla på ("de undervisar dåligt i skolan" är den mest populära uppfattningen bland högskolearbetare). ”Själva utbildningssystemet började försämras överallt. I detta avseende är den äldsta och mäktigaste utbildningsinstitution - familjen - med dess förmåga att forma holistisk utbildning och överföra "informell kunskap" av exceptionell betydelse. Följaktligen får ingenjörsutbildning vid ett universitet, i ett litet företag, i form av ytterligare utbildning, en holistisk personlig karaktär ”(Saprykin D.L.). "Enligt min mening finns det inget behov av att specifikt identifiera lämplighet för de exakta vetenskaperna. Vi behöver utveckla cirklar, valbara, valbara kurser, ämnesolympiader – det räcker. Du kan lägga till karriärvägledning. För utvecklingen av förmågor inom både den exakta och humaniora är det nödvändigt att arbeta enligt principen: att undervisa i proportion till den psykologiska beredskapen för perception ”(Krylov E.V.).
Det var i en sådan social miljö som vi 2010 började genomföra ett projekt för att skapa en tillgänglig utbildningsmiljö som skulle göra det möjligt för oss att föra studiet av datavetenskap till en kvalitativt ny nivå, inom ramen för vilken vi har skapat ingenjörslaboratorier ( robotik och mikroelektronik) i vår skola sedan 2012 - ett gymnasium) och vi använder dem inom ramen för modellen för kontinuerlig informationsutbildning.
När vi startade utvecklingen av denna riktning visade det sig att det i Ryska federationen inte finns någon möjlighet att förlita sig på någon annans erfarenhet, vilket vanligtvis representeras av klasser med en liten grupp entusiastiska studenter (3-5 personer), dvs. det finns inget arbete och forskning inom den direkta utbildningsprocessen, det finns ingen integration och kontinuitet i ingenjörskurser och naturligtvis finns det praktiskt taget inga läromedel för vanliga allmänbildningsskolor. Därför, när vi valde huvudvektorn för utveckling av laboratorier, vände vi oss till internationella analyser och prognoser.
Under 2009 förutspådde New Media Consortium - ett internationellt konsortium av mer än 250 högskolor, universitet, museer, företag och andra lärandeinriktade organisationer för att forska och använda nya medier och ny teknik en omfattande användning för lärande 2013-2014 smarta objekt, inklusive Arduino-mikrokontroller, en öppen källkodsplattform för att designa elektroniska enheter som låter eleverna styra hur dessa enheter interagerar med den fysiska miljön.
Det är värt att ägna särskild uppmärksamhet åt det fullständiga namnet på vår skola: den kommunala budgetutbildningsinstitutionen för den kommunala formationen "City of Archangelsk" "Secondary school nr 24 med fördjupad studie av ämnen i den konstnärliga och estetiska riktningen" (sedan juni 2012 - "General Education gymnasium No. 24"; www.shkola24.su), detta är viktigt, eftersom i en icke-kärnskola kommer effektiviteten av pedagogisk teknik och elevers motivation först.
Under 2010 publicerade US National Science Foundation (tillsammans med The Computing Research Association och The Computing Community Consortium) en analytisk rapport som beskriver vilken utbildningsteknik som kommer att vara mest effektiv och efterfrågad fram till 2030:
Användare Modellering- Övervakning och modellering av studenters yrkesegenskaper och utbildningsprestationer;
Mobil Verktyg s - förvandla mobila enheter till ett pedagogiskt verktyg;
Nätverk Verktyg- Användning av nätverksansluten utbildningsteknik.
Allvarlig Spel- spel som utvecklar konceptuella kompetenser;
Intelligent Miljöer- Skapande av intelligenta utbildningsmiljöer;
Pedagogisk Data Brytning- Utbildningsmiljöer för datautvinning;
Rich gränssnitt- rika gränssnitt för interaktion med den fysiska världen.
Den första uppgiften som vi var tvungna att lösa var skapandet av en utbildningsmiljö som speglar alla trender och utvecklingsriktningar för dessa utbildningsteknologier - ingenjörslaboratorier.
För 2010-2012, utan statlig finansiering, skapade vi och används i de pedagogiska processtekniska laboratorierna inom följande områden:
LEGO robotics (15 utbildningsplatser baserade på LEGO MINDSTORMS NXT utbildningskonstruktör);
programmering av mikrokontroller (15 utbildningsplatser baserade på mikrokontroller ChipKIT UNO32 Prototyping Platform, ChipKIT Basic I/O Shield);
design av digitala enheter (15 utbildningsplatser baserade på Arduino-plattformen och olika elektroniska komponenter);
datainsamling och mätsystem (15 utbildningsplatser baserade på studenternas mobila laboratoriekomplex National Instruments myDAQ och NI LabVIEW programvara);
sensorer och signalbehandling (15 träningsplatser baserade på kit med 30 olika sensorer kompatibla med Arduino, ChipKIT och NI myDAQ);
mobil robotik (15 pedagogiska DIY 2WD-robotar på Arduino-plattformen).
Den andra uppgiften är att använda laboratoriernas kapacitet i utbildningsprocessen, i synnerhet vid undervisning i datavetenskap och IKT. För närvarande används denna utrustning i lektioner, valbara och valbara kurser, valbara ämnen i datavetenskap och IKT.
I laboratorierna ovan, i nästan varje lektion, ställs eleverna inför en situation där ytterligare tekniska aktiviteter, uppfinningar blir omöjliga utan vetenskaplig grund... I klassrummet får eleverna för första gången i sitt liv verkliga färdigheter i att organisera arbetet; Ta beslut; utföra enkel teknisk kontroll, bygga en matematisk beskrivning; utföra datormodellering och utveckling av styrmetoder, utföra utveckling av delsystem och enheter; strukturella element; analysera information från sensorer; försöker bygga flerkomponentsystem, felsöka, testa, uppgradera och omprogrammera enheter och system; hålla dem i fungerande skick - allt detta är den viktigaste grunden för framtida forskning, design, organisatoriska, ledande och operativa professionella aktiviteter. Detta är inte längre bara yrkesvägledning, det är främjande av vetenskap med den modernaste utbildningsteknologin.
Samtidigt är informatiklärare den främsta drivkraften, därför är det i systemet för utbildning (och avancerad utbildning) av informatiklärare nödvändigt att ta hänsyn till laboratoriernas utbildningsförmåga inom robotik och mikroelektronik och inkludera relevanta discipliner i träningsprogram. På grundval av skolan utbildas framtida lärare - studenter vid Institutet för matematik och datavetenskap vid NArFU uppkallad efter M.V. Lomonosov (riktning "Fysik och matematik utbildning"), klasser hålls också för lärare.
Efter flera sessioner med lärare i datavetenskap i Archangelsk-regionen noterades ett ganska viktigt faktum - lärarna var inte redo att tillämpa den erfarenhet de hade sett. Den genomförda undersökningen avslöjade orsakerna till detta.-många lärare är antingen inte intresserade av utvecklingen av ingenjörskonst eller anser att detta område inte är deras starka sida. Av denna anledning började vi regelbundet genomföra expansiva konsultationer, workshops, mästarklasser för lärare, för att presentera vår erfarenhet för hela den pedagogiska gemenskapen hölls webbseminarier på Intel Education Galaxy (poster finns tillgängliga för visning).
Vilka resultat har vi uppnått på 2 år, förutom skapandet av själva utbildningsmiljön? För det första är det värt att notera att bland skolutexaminerade 2011 valde 60 % vidareutbildning på högre läroanstalter specifikt inom ingenjörsspecialiteter (dvs. efter examen kommer de att få ett ingenjörsexamen).
För det andra började vi förbereda för publicering undervisningshjälpmedel... I maj 2012 släppte förlaget "BINOM Laboratory of Knowledge" det pedagogiska och metodologiska kitet om datavetenskap och IKT "Det första steget till robotik": en workshop och arbetsbok om robotik för elever i årskurs 5-6 (författare: DG Koposov ). Syftet med workshopen är att ge skolbarn en modern förståelse för tillämpad vetenskap, som sysslar med utveckling av automatiserade tekniska system - robotik. Workshopen innehåller en beskrivning av akuta sociala, vetenskapliga och tekniska problem och problem, lösningar som kommande generationer ännu inte har hittat. Detta gör att eleverna kan känna sig som forskare, designers och uppfinnare av teknisk utrustning. Manualen kan användas för både klassrumsaktiviteter och självstudier. Utbildningssessioner som använder denna workshop bidrar till utvecklingen av design, ingenjörskonst och allmänna vetenskapliga färdigheter, hjälper till att se annorlunda på frågor relaterade till studier av naturvetenskap, informationsteknologi och matematik, och säkerställer att eleverna deltar i vetenskaplig och teknisk kreativitet. Arbetsboken är en integrerad del av workshopen. Robotträningssessioner bidrar till utvecklingen av design, ingenjörskonst och allmänna vetenskapliga färdigheter, hjälper till att se annorlunda på frågor relaterade till studier av naturvetenskap, informationsteknologi och matematik, och säkerställer elevernas engagemang i vetenskaplig och teknisk kreativitet. Genom att arbeta med en anteckningsbok kan du mer produktivt använda den tid som avsatts för informatik och IKT, och ger också barnet möjlighet att kontrollera och förstå sina aktiviteter och deras resultat. Arbetsboken hjälper till med genomförandet av praktiskt, kreativt och forskningsarbete.
För det tredje skapades och testades läroplanen för ytterligare utbildning för elever i årskurs 9-11 "Grunderna för mikroprocessorstyrsystem", vars kärna är modellering av automatiska styrsystem baserade på mikroprocessorer, som en modern, visuell och avancerad riktning i vetenskap och teknik, med en samtidig övervägande av de grundläggande, teoretiska bestämmelserna. Detta tillvägagångssätt förutsätter en medveten och kreativ assimilering av materialet, såväl som dess produktiva användning i utvecklingsaktiviteter.
Under den teoretiska utbildningen bekantar sig studenterna med de fysiska grunderna för elektronik och mikroelektronik, historien och utsikterna för utvecklingen av dessa områden. Programmet tillhandahåller en workshop, bestående av laboratoriearbete och praktiskt arbete, forskningsarbete och tillämpad programmering. I samband med speciella uppgifter förvärvar skolbarn allmän arbetskraft, speciella och professionella kompetenser i användningen av elektroniska komponenter i mikroprocessorbaserade automatiserade styrsystem, som fixeras under projektutvecklingsprocessen. Innehållet i programmet genomförs i samband med fysik, matematik, datavetenskap och teknik, vilket motsvarar moderna trender inom STEM-utbildning (Science, Technology, Engineering, Math). Programmet är utformat för 68 undervisningstimmar och kan anpassas för att ge 17 timmars eller 34 timmars valbara kurser. Detta program implementeras för andra året i MBOU OG №24 i staden Archangelsk i valfria klasser för elever i 9:e och 10:e klasserna.
Frågan bör uppstå: vad är anledningen till ett sådant antal undervisningslaboratorier? Efter att ha skapat det första laboratoriet undersökte vi, tillsammans med en lärare-psykolog, dynamiken i pedagogisk motivation hos skolbarn. Använda metoder: observation, samtal med föräldrar och lärare, skalning, tekniken för T.D. Dubovitskaya. Syftet med metodiken är att identifiera fokus och bestämma utvecklingsnivån för intern pedagogisk motivation hos elever när de studerar specifika ämnen (i vårt fall datavetenskap och robotik). Metodiken bygger på en testenkät med 20 domar och föreslagna svarsalternativ. Bearbetning utförs i enlighet med nyckeln. Tekniken kan användas i arbete med alla kategorier av elever kapabla till introspektion och självrapportering, från cirka 12 års ålder. De erhållna resultaten tillåter oss å ena sidan att med tillförsikt prata om en ökning av utbildningsmotivationen hos nästan varje elev, å andra sidan började motivationsnivån efter ett år att minska och sträva till den nivå som den var innan klasserna i robotlaboratoriet (baserat på LEGO MINDSTORMS NXT). Det är detta faktum som avgör den fortsatta kvantitativa utvecklingen av utbildningslaboratorier. Inlärningsmotivation är en viktig faktor i en icke-kärnskola som påverkar elevernas framgång. Vi kommer att fortsätta att studera förändringar i lärandemotivation i framtiden.
Den andra frågan som lärare ofta ställer är: hur kan mikroelektronik, robotteknik och ingenjörsutbildning i allmänhet relateras till särdragen i vår skola - fördjupning av ämnen i den konstnärliga och estetiska riktningen? För det första är faktum att Arduino-plattformen, som de flesta labb är baserade på, ursprungligen utvecklades för att utbilda designers och konstnärer (personer med liten teknisk erfarenhet). Även utan programmeringserfarenhet, efter bara 10 minuters bekantskap, börjar eleverna redan förstå koden, ändra den, göra observationer och göra små efterforskningar. Samtidigt, vid varje lektion, kan en riktigt fungerande prototyp av en enhet skapas (en fyr, trafikljus, nattljus, krans, en prototyp av ett gatubelysningssystem, en elektrisk klocka, en dörrstängare, en termometer, en hushållsbullermätare, etc.), och eleverna ökar nivån på sin tekniska själveffektivitet. För det andra, vad det innebär att vara ingenjör, formulerade Pyotr Leonidovich Kapitsa anmärkningsvärt: ”Enligt min mening finns det få bra ingenjörer. En bra ingenjör bör ha fyra delar: 25% - vara teoretiker; med 25 % - en konstnär (du kan inte designa en bil, du måste rita den - jag blev lärd på det sättet, och det tycker jag också); med 25 % - av försöksledaren, dvs. utforska din bil; och 25 % måste vara en uppfinnare. Det är så en ingenjör ska vara sammansatt. Det här är väldigt grovt, det kan finnas variationer. Men alla dessa element måste finnas där."
Separat vill jag betona att de befintliga utbildningarna inom datavetenskap tillåter användning av robotik, mikroelektronik (och tekniska komponenter) som lärares metodverktyg, utan att behöva ändras arbetsprogram lärare. Detta är mycket viktigt, särskilt när man startar sådana projekt i skolor, när rädslan för oundvikligheten för ett stort antal papper kan stoppa vilken lärare som helst.
På senare tid har digitala utbildningsresurser varit extremt populära. Statistik över nedladdningar från webbplatser fcior. edu. ru och skola - samling. edu. ru detta bekräftar. Regionala och kommunala utbildningsavdelningar anordnar ett stort antal tävlingar och workshops om användningen av EDC i skolor. Under de senaste 5–I sex år har många universitet effektivt använt mjukvarumiljön National Instruments LabVIEW inom forskning och pedagogiskt arbete... Virtuella laboratorier och verkstäder inom naturvetenskap utvecklas och introduceras i utbildningsprocessen. Analyserar sammanfattningarna av kandidat- och doktorsavhandlingar under 2009–2011 är det värt att notera ett stort antal verk där programvara används NI LabVIEW , inklusive specialitet 13.00.02 (teori och metoder för undervisning och uppfostran). Denna programvara är installerad i vår skola. Därmed kommer studenter inom ramen för datavetenskapsutbildningen att kunna sätta sig in i hur sådana laboratoriekomplex utformas och utvecklas.
Jag skulle också vilja notera utvecklingsfunktionen av att studera robotik och mikroelektronik i skolan. Systematiskt arbete med små detaljer hos barn och ungdomar har en positiv effekt på utvecklingen av motorik hos små muskler i händerna, vilket i sin tur stimulerar utvecklingen av hjärnans grundläggande funktioner, vilket positivt påverkar uppmärksamhet, observation, minne, fantasi. , tal och, naturligtvis, utvecklar kreativitet, tänkande.
Flaskhalsen i många studier och projekt är ofta oförmågan att skala snabbt. Erfarenheterna vi samlat på oss gjorde att vi kunde skala upp projektet på kortast möjliga tid (30 dagar) vid allmänbildningslyceum nr 17 i Severodvinsk stad, vilket understryker den praktiska betydelsen av vårt arbete.
Forskning från teknikföretag visar att om vi inte har barn som är intresserade och brinner för teknik så tidigt som 7–9 betyg är sannolikheten att de framgångsrikt kommer att göra en ingenjörskarriär mycket låg. Genom att främja naturvetenskap, matematik, teknik och teknik genom tvärvetenskapliga valbara och valbara kurser och fortbildningssystem kan informatiklärare mer effektivt påverka elevernas yrkesval. Användningen av ingenjörslaboratorier i skolor i modellen med kontinuerlig informationsutbildning kommer att möjliggöra effektiv inlärning från slut till slut (skola-ytterligare utbildning- universitet ) om modern informations- och kommunikationsteknik, för att säkerställa kontinuiteten i utbildningsprogrammet på olika utbildningsnivåer.
Litteratur
Allt enkelt är sant ... Aforismer och reflektioner av P.L. Kapitsa ... / Comp. P.E. Rubinin. - M .: Moscows förlag. fysiska och tekniska in-ta, 1994 .-- 152 sid.
Dubovitskaya T.D. Metodik för att diagnostisera orienteringen av pedagogisk motivation // Psykologisk vetenskap och utbildning. - 2002. Nr 2. - S.42–45.
Koltsova M.M., Ruzina M.S. Barnet lär sig tala. Fingerspelsträning - Jekaterinburg: U-Factoria, - 2006 .-- 224 sid.
Koposov D.G. Grunderna i mikroprocessorstyrsystem - ett program för elever i årskurs 9-11 // Informationsteknik inom utbildning: resurser, erfarenhet, utvecklingstrender: samling av artiklar. matta. Internationellt vetenskapligt-praktiskt. konf. (30 november - 3 december 2011). Klockan 2, del 2. / Redaktionsråd. Fedoseeva I.V. och andra - Arkhangelsk: Förlag av JSC IPPK RO, 2011. - s. 174–181.
Koposov D.G. Första steget in i robotik: en workshop för årskurs 5-6. M: BINOM. Kunskapslaboratorium. - 2012 .-- 286 sid.
Koposov D.G. Det första steget in i robotteknik: arbetsbok för årskurs 5-6. M: BINOM. Kunskapslaboratorium. - 2012 .-- 60 sid.
Koposova O.Yu. Övervakning av nivån på pedagogisk motivation för elever i årskurs 5-7 i studiet av robotik // Informationsteknik inom utbildning: resurser, erfarenhet, utvecklingstrender: samling av artiklar. material från den allryska vetenskaplig-praktiska konferensen (7-10 december 2010). Del I. / Editorial board. Artyugina T.Yu. och andra - Arkhangelsk: Publishing house of JSC IPPK RO, 2010. - s. 230–233.
E.V. Krylov För tidig utveckling - skada på intellektet ?: [intervju] / Krylov E.V., Krylov ON. // Ackreditering inom utbildning. - 2010. - N 6 (41). september. - S. 90–92
Pokholkov Yu.P. Ingenjör på fem minuter. Politisk tidning. 17.07.2006. P.8
Saprykin D.L. Ingenjörsutbildning i Ryssland: historia, koncept och framtidsutsikter // Högre utbildning i Ryssland. - 2012. Nr 1. - S. 125-137.
Fedorov I.B. Frågor om utveckling av ingenjörsutbildning // Alma mater (Högskolans Bulletin). - 2011. - Nr 5. - S. 6–11.
Khromov V.I., Kapustin Yu.I., Kuznetsov V.M. Erfarenhet av att använda Labviews mjukvarumiljö i utbildningar om vetenskapsintensiva teknologier // Coll. Proceedings of the International Scientific and Practical Conference "Educational, Scientific and Engineering Applications in the LabVIEW Environment and National Instruments Technologies". 17-18 november 2006, Moskva, Ryssland: Förlaget för Folkets vänskapsuniversitet i Ryssland, - 2006. - s. 36–38.
Johnson L., Levine A., Smith R., Smythe T. The 2009 Horizon Report: K-12 Edition. Austin, Texas: The New Media Consortium. - 34 sid.
Lovell E.M. A Soft Circuit Curriculum för att stödja teknisk själveffektivitet, Massachusetts Institute of Technology. - Juni 2011 .-- 70 sid.
Woolf B.P. En färdplan för utbildningsteknologi. Amherst, MA: Globala resurser för onlineutbildning. 2010. - 80 sid.
Koposov D.G. Utbildningsprojekt i MBOU SOSH №24. Författarens webbplats för läraren i informatik MBOU OG №24. [Elektronisk resurs]. http://www.koposov.info.
Koposov D.G. Författarprogrammet "Fundamentals of microprocessor control systems" av tilläggsutbildning för elever i årskurs 9-11. [Elektronisk resurs]. http://shkola24.su/?page_id=1534.
Intel Education Galaxy officiella webbplats, avsnittet Webinars. [Elektronisk resurs]. http://edugalaxy.intel.ru/?act=webinars&CODE= recwebinars.
V.V. Putin Ryska politikers åsikter om bristen på ingenjörspersonal. 11.04.2011. // State News (GOSNEWS.ru). Internetupplaga. [Elektronisk resurs]. http://www.gosnews.ru/ business_and_authority / nyheter / 643.
Lite om bakgrunden till frågan
Varför föredrar våra landsmän att köra utländska bilar? Varför hittar du inte användare av inhemska smartphones i din miljö? Varför ryska klockor, som framgångsrikt exporterades utomlands för 40 år sedan, ligger långt efter produkterna från den schweiziska klockindustrin idag? ...
Svaret på alla sådana "varför" är enkelt: under de senaste decennierna har landet avsevärt förlorat sin ingenjörs- och designpersonal, utan att skapa grundläggande förutsättningar för att ersätta dem. Resultatet är en eftersläpning efter konkurrerande länder i en mängd olika branscher som kräver mycket skickliga designers och ingenjörer. Och de krävs inom alla områden där det kommer till utveckling och industriell produktion av vad som helst – från möbler till militär- och rymdteknik.
Nuförtiden har medvetenheten om situationen kommit, och systemiska åtgärder har vidtagits för att rätta till den. Det är klart att i det här fallet bör allt börja med utbildning, eftersom du inte kan få en förstklassig ingenjör "ur tomma intet". Utbildningskedjan för den relevanta personalen behöver utökas från skola via tekniska universitet till högteknologiska innovativa företag.
Så i september 2015, under överinseende av Moskvas utbildningsdepartement, lanserades projektet "Ingenjörsklass i en skola i Moskva", med huvudmålet att utbilda kompetenta specialister som är nödvändiga för stadens ekonomi och efterfrågade på den moderna arbetsmarknaden ( liknande projekt lanserades i regionerna). Gymnasium №1519 blev en av projektdeltagarna.
Ett år efter starten
Läsåret 2015/2016 har blivit mycket dynamiskt när det gäller att främja projektet "Ingenjörsklass i en skola i Moskva". Ett hundratal skolor i huvudstaden gick med i projektet, öppnade totalt mer än tvåhundra ingenjörsklasser och registrerade cirka 4,5 tusen elever. I slutet av året hade över 130 nya skolor meddelat sin önskan att delta i projektet. 16 federala tekniska universitet är involverade i projektet, som är stödsajter för yrkesvägledningsarbete med studenter i ingenjörsklasser. En pool av projektpartnerföretag från olika branscher håller på att bildas. Bekantskap med verkliga högteknologiska företags arbete bör fungera som en effektiv "nedsänkning" av studenter inom teknikområdet.
I juni 2016 i Moskva på platsen för M. N.E. Bauman International Congress "SEE-2016. Vetenskaps- och ingenjörsutbildning”. Kongressen deltog av representanter för ryska och utländska universitet och vetenskapliga och industriella företag, potentiella arbetsgivare, inhemska skolor. Kongressen var inriktad på att öka effektiviteten av ingenjörsutbildningen under moderna förhållanden, och erfarenhetsutbytet med utländska kollegor gjorde det möjligt att identifiera de ännu inte realiserade möjligheterna och svagheterna i återupplivandet av den inhemska ingenjörspotentialen.
"Vi vill ha färdiga"
Som meddelandet på kongressen visade, utgår vissa ryska företag och universitet fortfarande från idén att för att utbilda en professionell ingenjör räcker det med att anpassa universitetsprogram till behoven hos företag som behöver ingenjörspersonal. Resultatet av detta tillvägagångssätt är "underräckningen" av universitetsutexaminerade till den nivå som krävs. Inhemska experter tror att horisonten för utbildningen av en ingenjör är cirka sju år, varav det följer att början av denna utbildning bör läggas redan i skolan... Öppnandet av ingenjörsklasser och universitetens aktiva ställning - deltagare i projektet för att bygga effektiv interaktion med specialiserade skolor och införa vissa former av ingenjörsutbildning med början från de högsta klasserna - tillgodoser detta behov.
Gymnasium nr 1519 har två ingenjörsklasser (10:an och 11:an) och den så kallade ”pre-engineering” 9:an, vars elever också är involverade i relevant yrkesvägledningsverksamhet och får fortbildning i specialiserade ämnen (fysik, matematik, datavetenskap) . När de tar examen väljer eleverna i den här klassen en överväldigande profil teknisk riktning på gymnasiet. Inskrivning i 10:e och 11:e ingenjörsklasserna sker på grundval av en analys av de integrerade utbildningsresultaten för elever i specialiserade ämnen, resultaten av design- och forskningsarbete och vetenskaplig och teknisk kreativitet.
Gymnasium nr 1519 har tecknat samarbetsavtal med MIEM NRU HSE och MSTU uppkallad efter N.E.Bauman. Partnerskap med dessa universitet ger studenterna ett brett utbud av olika ingenjörs- och utbildningsmöjligheter, inklusive karriärvägledningsföreläsningar, specialkurser, laboratoriearbete, mästarklasser, sommaringenjörspraktik vid universitetsavdelningar, forsknings- och utbildningscentra och laboratorier.
Och det borde vara ännu tidigare
Man kan konstatera att förståelsen för behovet av att börja utbilda framtida ingenjörer redan från skolan omfattar allt fler supportrar och blir praktiskt taget oåterkallelig. Samtidigt visar en jämförelse med utländska erfarenheter det utomlands sker engagemanget av skolbarn i ingenjörsverksamheten mycket tidigare än här - redan från lågstadiet.
Ryska skolor har redan börjat ta till sig denna erfarenhet. Så vi blir vittnen trenden mot att sänka åldersbarriären för inträde på teknikområdet... Och för detta uppstår nu goda förutsättningar: studenter och deras föräldrar, som ser den höga och informella aktiviteten för att återuppliva prestigen för ingenjörsyrket, blir mycket motiverade och visar ett tydligt svar på denna signal. Förmodligen, om ett år, kommer täckningen av studenter med specialiserade ingenjörsklasser att multiplicera, och början av förprofilutbildning kommer att skifta mot årskurserna 5-8.
För att inse denna trend planerar Gymnasium nr 1519 också att införa inslag av förprofilerad ingenjörsutbildning i årskurs 5-8 under läsåret 2016/17. Ett av dessa moment kommer att vara en kurs i tredimensionell datorgrafik, som syftar till att forma skolbarns rumsliga tänkande. Ett annat element är cirkeln av intelligent robotik, som bidrar till utvecklingen av grundläggande färdigheter i att använda datorer och styrda robotenheter, programmeringsfärdigheter och lösa algoritmiska problem.
Vad kan du egentligen göra?
Ett viktigt budskap som delas av ingenjörs- och utbildningssamhället: tills en person börjar göra något med sina egna händer är hans ingenjörskunskap illusorisk... Det är därför praktiskt taget alla deltagare i rörelsen för att återuppliva landets ingenjörspotential betonar den exceptionella betydelsen av skolbarns och studenters design- och forskningsverksamhet. Att förstå vikten av denna faktor och förlita sig på bestämmelserna i andra generationens FSES är det nödvändigt att ge design- och forskningsverksamhet status som en obligatorisk del av utbildningen skolbarn... Detta tillvägagångssätt kommer sannolikt att bli en trend även under de kommande åren.
Det verkar dock som om inte alla metoder för att organisera studenters design och forskningsaktiviteter är lika och effektiva. Enligt min åsikt finns det tre nivåer av organisation av sådan verksamhet:
"Elementärt"
Vi pratar om uppfunna projekt hemma eller i skolan... Ledarna för sådana projekt är barnets föräldrar eller läraren. Å ena sidan gör detta det möjligt att peka ut aktiva barn, öka deras motivation och få minimal forskningserfarenhet. Å andra sidan är nackdelarna med denna metod mycket betydande: bakom sådana arbeten finns som regel inga så viktiga organisatoriska resurser som produktionsbasen och ledarens vetenskapliga potential. Följaktligen har sådana projekt för det mesta nästan inget tillämpningsvärde och utsikter till seriös vidareutveckling.
"Basic" (för närvarande)
Denna nivå involverar genomförandet av projekt vid universitetsplatser under ledning av universitetsspecialister och forskare... Under dessa förhållanden står studenten som utför projektet till tjänst med både en mängd olika utrustning och ledarens vetenskapliga erfarenhet, vilket gör det möjligt att ställa en verkligt brådskande och lovande uppgift och möjligheten att ytterligare främja den avslutade utvecklingen , om det förtjänar det. Denna nivå möter moderna idéer om design- och forskningsaktiviteter för studenter i ingenjörsklasser och tillhandahålls av de flesta samarbetsavtal mellan universiteten som deltar i projektet och specialiserade skolor. I grund och botten är det för denna form av design- och forskningsverksamhet som det för närvarande finns en begäran från deltagare (skolor, universitet, företag) som är involverade i återupplivandet av ingenjörsyrket.
"Högre" (gissning)
Ett genombrottssteg framåt i utvecklingen av design- och forskningsverksamhet skulle vara bildandet av grupper av studenter och skolbarn som är involverade i genomförandet av specifika projekt på specifika företag representerar kunskapsintensiva och innovativa industrier. Ett sådant tillvägagångssätt skulle ge den maximala graden av fördjupning av framtida ingenjörer i yrket, skulle säkerställa det otvivelaktiga praktiska värdet av deras arbete, såväl som möjligheten att införa den genomförda utvecklingen i praktiken. Elevernas motivation i en sådan modell skulle nå den högsta nivån.
När det gäller design och forskningsaktiviteter är uppgiften nummer 1 för vårt gymnasium den maximala täckningen av elever med denna aktivitet på en nivå som inte är lägre än den "grundläggande" nivån och ger den statusen som en obligatorisk del av utbildningen av skolbarn . Dessutom avser vi att satsa på att införa en modell på ”toppnivå” i gymnastiksalen.
Kan du "sälja"?
På SEE-2016-kongressen utvecklades en intressant diskussion om ämnet: ska en ingenjör samtidigt vara entreprenör att kunna kommersialisera dina idéer och utvecklingar, hitta investerare till dem, "puncha" sig in i livet? Deltagarna var överens om att en sådan dubbel roll - "ingenjör-entreprenör" - snarare är idealisk modell, och den kan inte höjas till standard... Även om en ingenjör, inte till nackdel för hans professionalism, på ett eller annat sätt kommer att behärska en entreprenörs färdigheter, så kan detta bara välkomnas.
En rimlig lösning skapas på olika universitet fakulteter och institutioner som utbildar specialister för att främja ingenjörsutveckling. Och även om tyngdpunkten i Engineering Classes-projektet inte ligger på kommersialisering av ingenjörsutveckling, utan på att bemästra själva ingenjörsyrket, skulle visst karriärvägledningsarbete relaterat till ingenjörsverksamheten inte vara överflödigt. Hur som helst är det nyttigt för en student som siktar på yrket ingenjör att på förhand föreställa sig att en prototyp av något skapad av en ingenjör, även om det är mycket lovande och efterfrågat, inte är slutet på processen, men bara början på en hel rad speciella affärshändelser som ger utveckling in i ett liv.
I detta avseende uppstår följande idé: genom att främja ingenjörsklasser i bred mening kan du hitta en användbar plats i denna process för en del av eleverna i socioekonomiska klasser. Erfarenheterna från vår gymnastiksal visar i alla fall att eleverna i dessa klasser är intresserade av riktningen "Engineering business and management". Det verkar som att klassernas engagemang i den socioekonomiska profilen i samverkan med relevanta fakulteter och institutioner vid universitet inte bara inte överbelastas projektet "Engineering classes", utan också rimligen kompletterar det på grund av vad som har sagts ovan om separationen av ingenjörens och entreprenörens roller som främjar ingenjörsutvecklingen i livet.
IT - ingenstans utan dem!
Enligt den träffande kommentaren från en av SEE-2016-högtalarna är moderna flygplan, missiler och många andra delar av utrustning på många sätt, IT-produkter... I den meningen att en betydande del av dem är mjukvaran och hårdvaran som styr dem. Vad kan vi säga om "rena" IT-tjänster, helt bestående av själva programmen och representerar ett enormt verksamhetsområde. Och så dyker ett annat problem upp - bristen på inte bara ingenjörer i ordets klassiska mening, utan också akut brist på högt kvalificerade programmerare... En annan bekräftelse på detta gavs på All-Russian Youth Education Forum "Territory of Meanings" som ägde rum i juni-augusti, nämligen vid den tredje sessionen "Unga forskare och lärare i IT", som öppnade den 13 juli 2016.
Således förtjänar även detta problem att behandlas redan från början. För att återigen vända oss till ämnet design- och forskningsaktiviteter är det lämpligt att "berika" dess innehåll med IT-projekt och skapa förutsättningar för skolbarn att få programmeringspraktik, att delta i verkliga projekt för automatisering av processer i företag som en del av designteam.
Vid ett möte den 30 juni 2016 om planer för utvecklingen av projektet "Ingenjörsklass i en skola i Moskva" för 2016/17 informerade Moskvas utbildningsdepartement att en pool av partnerföretag från IT-branschen redan håller på att bildas, som ska engageras i yrkesvägledningsarbete med skolbarn. Vi kommer förmodligen att se en annan trend - en ökning av andelen studenter i ingenjörsklasser fokuserade på att arbeta inom IT-området och att välja lämpliga universitet och institutioner för antagning.
Slutsats
Förstå, redovisa och svara på befintliga och framväxande trender inom alla utbildningssegment, i synnerhet inom ramen för projektet "Ingenjörsklass vid Moskvaskolan" är en förutsättning för effektiv utbildning av elever.
Projektet "Ingenjörsklass i en skola i Moskva" skapar förutsättningar för att utöka nätverksinteraktionen mellan utbildningsorganisationer, organisationer för högre yrkesutbildning och forsknings- och produktionsföretag. Samlingen av projektdeltagarnas resurser öppnar nya verkliga vägar till yrket som ingenjör för skolbarn.
Varför ryska skolbarn har minskande förmåga att lära
"Den allmänna nivån på geometrisk och särskilt stereometrisk utbildning av utexaminerade är fortfarande låg. I synnerhet finns det problem inte bara av beräkningskaraktär, utan också förknippade med brister i utvecklingen av rumsliga representationer av akademiker, såväl som med otillräckligt formade färdigheter för att korrekt avbilda geometriska figurer, utföra ytterligare konstruktioner, tillämpa den kunskap som erhållits på lösa praktiska problem ... Detta beror på den traditionellt låga förberedelsen för detta avsnitt och formalism i undervisningen i början av analysen ... "
Från FIPI-rapporten ANVÄND resultat i matematik, 2010.
Vilka slutsatser drar sig själva från ovanstående citat? Det visar sig att när de tar examen från skolan lär sig barn lite av de grundläggande matematiska färdigheterna och förmågorna? Det är uppenbart att en ingenjör med en sådan grundläggande kunskapsnivå inte kan utbildas. Experter ser orsaken till bristerna i kunskap om de exakta vetenskaperna i dålig kvalitet läroböcker och i undervisningens formalism och i den moderna generationen skolbarns outvecklade logiska, analytiska tänkande.
Förhoppningsvis chattar med Evgeny KRYLOV, docent vid Institutet för atomenergi (Obninsk), författare till läroböcker om matematik, programmering, unika "datorsagor" för barn, och Oleg KRYLOV- Docent vid Izhevsk State Agricultural Academy, kommer att hjälpa till att bättre förstå kärnan i detta problem.
Evgeny Vasilievich, du arbetade på en lärobok om programmering för universitet, idag arbetar du med en lärobok i matematik för högskolor. Berätta för oss, vilka kriterier vägleds du av när du skapar dem? Vad kan du generellt säga om metodstödet för skol- och universitetsutbildning?
E.K.: Metodstöd av skolor och universitet är uppbyggt på olika sätt. Universitetets metodik är baserad på lärarens höga professionalism, strikt reglering är kontraindicerat för det. Jag tror att det är med denna ståndpunkt i åtanke som utvecklingen av de federala statliga utbildningsstandarderna bör genomföras, och de bör ha en rekommendationsstatus.
Som regel diskuteras nya utbildningsstandarder, efter att ha kommit in på universitetet, noggrant vid examen och allmänna avdelningar, sedan utvecklar varje föreläsare sitt eget program - och detta är huvudpoängen. I fortsättningen diskuteras programmet återigen vid fakulteternas institutioner och metodråd. Och först efter så många år av inkörning är produkten klar. Det är oerhört viktigt att involvera personer som ser hur det passar in i läroplanens allmänna drag: med nödvändighet - prefekten för institutionen, helst - en granskare och, naturligtvis, en lärare med höga kvalifikationer.
Det är svårare i skolan. När man förbereder metodiskt stöd bör man lita på en "genomsnittlig" lärare, och mallar och blanketter bör göras för honom. Det är dock nödvändigt att skapa feedback för att samla in lärarnas åsikter. Metodtjänster gör inte detta, eftersom de visade sig vara hjälplösa på många sätt. De bör uttrycka den professionella gemenskapens åsikt, det vill säga spela rollen som "negativ" feedback, och inte stödja och motivera ministerstrategin.
En mycket viktig fråga är innehållet i läroplanen, som nu står under all kritik. När jag skrev en programmeringslärobok, förlitade sig på många års erfarenhet från tidigare generationer av författare, var huvudkriteriet för mig utvecklingen av den erforderliga specialisten. Men jag var tvungen att ta hänsyn till den befintliga läroplanen, de existerande verkligheterna för produktion av mjukvaruprodukter, etc.
OK.: Låt mig också uttrycka min åsikt. Det som händer med skolböcker i dag är en katastrof. Till exempel kan läroböcker av en författare, en utgivare av två på varandra följande år av publicering inte användas i utbildningsprocessen endast på grund av skillnaden i numreringen av problem, stycken, avsnitt och ämnen.
En bra skolbok har formats i mer än ett år. Dessutom, för ett specifikt program och inom ramen för innehållet i de discipliner som en framtida student kommer att behöva studera vid ett universitet. Exempel: all beskrivande geometri vid universitetet bygger på satser som bevisats i skolans stereometri som postulat. Det är tydligt att kvaliteten på skolboken och därmed kvaliteten på undervisningen i geometri i skolan direkt påverkar studentens förståelse av föreläsningar om deskriptiv geometri vid universitetet. I verkligheten hörde de flesta förstaårsstudenter antingen inte om stereometrins satser eller förstod dem inte. Som ett resultat löses beskrivande geometriuppgifter endast enligt modellen från metodhandboken, utan deras teoretiska förståelse. Och var kommer denna förståelse ifrån, om den nödvändiga grunden inte lades i matematiklektionerna i skolan?
– Vad kan du säga om läroboksprovet?
E.K.: Examinationen av läroboken för universitetet är kompetent organiserad. Enligt min åsikt finns det inget behov av att ändra det, men du kan förbättra det. Enligt min erfarenhet ledde varje steg, särskilt arbetet med granskare, till förbättringar.
Generellt sett observerar jag att läroboken blir bra efter andra eller tredje nytrycket. Det bästa inom geometri - A.P. Kiselev arbetade i hundra år, men nu har den tyvärr ersatts av betydligt sämre kvalitet. Varför? Ja, eftersom det berörda departementet har rekommenderat att byta dem vart femte år.
När du förbereder en lärobok är det mycket viktigt att observera ämnets stränghet och att säkerställa assimileringen av materialet på en given åldersnivå. Därför behöver författaren förutom kunskap om ämnet rekommendationer från lärare som arbetar med en viss ålder, eller personlig erfarenhet.
Jag blev uppriktigt förvånad över att en stel plan för läroboken gavs ut från förlaget. Det visar sig att ingenting beror på författaren alls? Jag tycker att det här läget är orimligt - det påverkar kvaliteten kraftigt negativt.
Det är också orimligt, enligt min mening, att påtvinga lärobokens sammansättning. Jag tror att inget geni kommer att kunna presentera elementär matematik och elementen i matematisk analys väl i en bok. Trots det erbjöds jag att klämma ihop både geometri- och problemböcker i en bok.
Jag har inte stött på en granskning av en skolbok än, men enligt mina kollegor är den dåligt organiserad. Recensenter är oftare engagerade i att försvara sina egna förlag, och man bör inte förvänta sig objektivitet från dem.
Enligt forskning från GUHSE-analytikerna V. Gimpelson och R. Kapelyushnikov kan två tredjedelar av studenterna vid ryska tekniska universitet helt enkelt inte bli ingenjörer - på grund av den påstådda "förvärvade kunskapen". Forskarna ser problemet främst i den låga kvaliteten på den grundläggande - skolutbildningen, med vilken sökande kommer till tekniska universitet ...
E.K.: Enligt mina subjektiva bedömningar kunde hälften av eleverna på Cybernetikavdelningen förra året inte studera alls, än mindre viljan att bli ingenjör. Det är kanske möjligt att nämna de nödvändiga kriterierna för inlärningsförmåga, men det är svårt att nämna tillräckligt ...
Den låga kvaliteten på skolutbildningen är en av orsakerna till den låga studieförmågan vid universitetet, men långt ifrån den enda. Kollapsen av utbildningen börjar på dagis eller ännu tidigare i familjen. Vad jag menar? Utbildning för samhället är ett sätt att skydda mot hot, och för individer - från hård konkurrens. Men det moderna samhället har en falsk känsla av säkerhet. Och föräldrar önskar alltmer sina barn tröst, utan att inse att utbildning kräver seriöst arbete. Seriös utbildning av hög kvalitet efterfrågas alltså inte vare sig på samhällsnivå eller på individnivå.
– Vad behöver skolan enligt vår mening för att identifiera och utveckla elevernas förmågor för de exakta naturvetenskaperna?
E.K.: Enligt min åsikt finns det inget behov av att specifikt identifiera lämplighet för de exakta vetenskaperna. Vi behöver utveckla cirklar, valbara, valbara kurser, ämnesolympiader – det räcker. Du kan lägga till karriärvägledning. För utvecklingen av förmågor inom både den exakta och humaniora är det nödvändigt att arbeta enligt principen: att undervisa som den psykologiska beredskapen för perception.
– Den yngre generationens logiska, kognitiva tänkande blir allt sämre. Vad är anledningen till detta, enligt dig?
E.K.: Försämring av logiskt tänkande finns och beror på ett antal objektiva och subjektiva skäl. Efter att ha hållit programmeringsföreläsningar i många år ser jag en nedgång i förmågan att tänka algoritmiskt. Detta har blivit särskilt märkbart de senaste åren. Idag känner inte vårt samhälle behov av intelligens, även om det finns ett sådant behov i till exempel Japan, Finland.
Det första skälet är utvecklingsnivån för tekniska medel: TV, datorteknik. Låt oss säga att datorn "stänger av" finmotorik barn, vilket är ett kraftfullt utvecklingsverktyg, särskilt i tidig barndom.
En annan orsak är misslyckandet med skolutbildning och först och främst idén om den tidiga utvecklingen av logiska förmågor. Allt måste göras i tid: för tidig utveckling orsakar irreparabel skada på intellektet! På dagis måste du ta hand om utvecklingen av motorik och fantasi. Vidare, in grundskola, tiden kommer för utvecklingen av bildligt tänkande. Logiskt tänkande är en senare egenskap, och det måste förberedas noggrant, utveckla, först och främst, fantasin, såväl som disciplinen för tänkande. Det här borde vara runt åttonde klass. Det var då som tiden för matematik, fysik, datavetenskap kom.
Dessutom har metodiskt felaktig undervisning i klassiska ämnen en negativ inverkan på tänkandets utveckling.
Låt oss ta matematik. En av de svåraste frågorna för en student: vad är längden på en penna? Ett annat exempel: hälften av de duktiga eleverna kommer att svara på frågan om vad sextio graders sinus är. Och varför - inte mer än tre kommer att förklara. Saken är den att begreppsförklaringar, diskussioner, slutsatser kastas ut ur skolkursen. Skolmatematiken svämmar över av onödiga saker, och det finns ingen tid att utveckla de nödvändiga färdigheterna. Jag kan ge liknande exempel från skolans fysikkurs. Det ryska språket är också ett nödvändigt medel för utveckling. I skolan måste du lära barn att tala och skriva, men inte slösa tid på lexikal analys.
OK.: Minskningen av incitamentet att lära sig är tyvärr resultatet av ideologin om "konsumtionssamhället". Barnens fysiska aktivitet har minskat avsevärt. Datorn ersätter kommunikation med kamrater.
Vad tycker du om idén från ordföranden för styrelsen för Ryska schackförbundet, Arkady Dvorkovich, att ingjuta ett minimum av schackkunskaper hos alla barn? I vilken utsträckning kan schacklektioner i skolan bidra till att utveckla elevernas förmågor?
E.K.: Schack är intressant och användbart för dem som är intresserade av det. De utvecklar specifika förmågor, precis som en dator, förresten. Schack är lämpligt i det inledande skedet av utvecklingen av tänkande. Men om vi redan pratar om den professionella utbildningsnivån, då måste vi välja mellan schack och matematik.
Otvivelaktigt behöver skolan schackklubbar och turneringar, men om vi gör schacklektioner till en obligatorisk kurs kommer vi att genomföra ytterligare en kampanj och vi får effekten av avslag.
OK.: Schacklektioner, även på amatörnivå, utvecklar logik och logiskt minne. Att bemästra schack börjar i själva verket med det där fantasifulla tänkandet, vars brist sägs mycket i utbildningen. Och först långt senare, med ackumuleringen av spel- och turneringserfarenhet, startar själva det logiska schacktänkandet.
I regel klarar sig skolbarn som har studerat schack systematiskt i minst två eller tre år bättre i skolan och har högre betyg, främst i matematik.
Dessutom är ett spel som förlorats eller vunnits i en turnering resultatet av personliga ansträngningar och direkt utbildning av barnets ansvar för sina handlingar. Och inte bara under spelets gång, utan också som förberedelse för det. Det finns ingen anledning att prata om utbildning av psykologisk stabilitet i en stressig (turnerings)situation.
I vissa skolor introduceras datavetenskap som ett sätt att utveckla logik från första klass, i andra - de börjar läsa datavetenskap mycket senare, ofta på valfri basis. Enligt din åsikt, vid vilken ålder är sådana klasser motiverade, nödvändiga? Behövs de av uttryckliga "humaniora" och i vilken utsträckning?
E.K.: Tidig datavetenskap är skadlig, eftersom logisk utveckling fortfarande inte sker. Det finns bara en vana av ordspråk och avvisande av "onödig" kunskap. Resultatet är en radikal förändring i uppfattningen av information.
Återigen, seriösa studier bör inte vara tidigare än åttonde klass. Kursens sammansättning bör bero på dess mål. Några av eleverna kommer att behöva Office-programmet (till exempel humaniora), någon behöver en komplex grafisk redaktör (framtida designer), den framtida "techien" - en kurs i algoritmer och programmeringselement i Pascal (inte i BASIC). Kursen bör byggas upp på modulbasis - med ett val och, huvudsakligen, på en valfri basis. I de lägre årskurserna är enkla grafiska verktyg och de enklaste språken, som LOGO med en "sköldpadda", acceptabla.
– Vilka grundläggande principer ska läggas till grund för att organisera fysik- och matematikskolor vid universiteten?
E.K.: Jag arbetade vid Novosibirsks universitet på kursen för matematisk analys och observerade det fortsatta ödet för utexaminerade från specialiserade skolor. Övertygade om att de kunde allt slappnade de ofta av första året på universitetet och förlorade efter ett år mot studenter som kom från vanliga skolor.
Högt kvalificerade lärare bör arbeta i "gymnasium" skolor och de ska ges frihet att välja vad och hur de ska undervisa. Det är absolut nödvändigt att följa principen: sträva inte efter för tidig utveckling, utan engagera dig i att fördjupa kunskap, utveckla förmågor. Till exempel behövs inte en djupgående studie av matematisk analys, men teorin om jämförelser, kombinatorik kommer att vara mycket användbar.
– Vad kan du säga om tvånivåutbildningar för ingenjörer?
E.K.: Det är inget fel med utbildning på två nivåer, men den lämpar sig inte för utbildning i farliga och tekniskt komplexa branscher. En informatikingenjör kan utbildas på vilket sätt som helst, eftersom en sådan ingenjör i daglig bemärkelse utnyttjar färdiga system. Och här är en kärnreaktoroperatör, en flygingenjör och andra liknande specialister. det är nödvändigt att laga mat traditionellt.
OK.: När det gäller ungkarlar och magister - "avhopp" är farliga överallt. Hur kan en halvutbildad ingenjör arbeta med flera dussin maskinförare? Dessutom är en modern skördetröska mer lik när det gäller sin utrustningsnivå, inte ens en dator, utan ett rymdskepp.
Ack, träffa ny utbildningsstandarder och utbildningsplaner leder bara till en tanke: till en början kommer lärare i specialdiscipliner att försvinna, eftersom specialdiscipliner har minskat (och i vissa fall uteslutits) från utbildningarna för framtida ingenjörer. Den sovjetiske mekanikern, en examen från en teknisk skola, var mycket mer förberedd – framför allt i praktisk mening. En kandidatexamen kommer varken att ha tillräcklig teoretisk utbildning eller minsta nödvändiga praktiska utbildning.
