Zašto sposobnost učenja ruske školske djece opada
“Opća razina geometrijske, a posebno stereometrijske osposobljenosti maturanata i dalje je niska. Konkretno, postoje problemi ne samo računalne prirode, već i povezani s nedostacima u razvoju prostornih koncepata maturanata, kao i s nedovoljno razvijenim vještinama ispravnog prikazivanja geometrijskih figura, izvođenja dodatnih konstrukcija, primjene stečenog znanja na rješavati praktične probleme... To je zbog tradicionalno niske razine pripreme za ovaj dio i formalizma u nastavi započete analize ... "
Iz izvješća FIPI o rezultatima Jedinstvenog državnog ispita iz matematike, 2010.
Koji zaključci proizlaze iz gornjeg citata? Ispada da djeca, kada završe školu, nauče malo osnovnih matematičkih vještina i sposobnosti? Očito je nemoguće pripremiti stručnjaka inženjera s tako osnovnom razinom znanja. Razlog prazninama u poznavanju egzaktnih znanosti stručnjaci vide u lošoj kvaliteti udžbenika, u formalizmu poučavanja te u nerazvijenom logičkom, analitičkom mišljenju suvremene generacije školaraca.
Nadamo se da će razgovor sa Evgenij KRILOV, izvanredni profesor na Institutu za atomsku energiju (Obninsk), autor udžbenika matematike, programiranja, jedinstvenih "računalnih bajki" za djecu i Oleg KRYLOV- Izvanredni profesor na Iževskoj državnoj poljoprivrednoj akademiji, pomoći će da se jasnije shvati bit ovog problema.
Evgenij Vasiljeviču, radili ste na udžbeniku programiranja za sveučilišta, danas radite na udžbeniku matematike za fakultete. Recite nam kojim se kriterijima vodite pri njihovoj izradi? Što općenito možete reći o metodičkoj potpori školskog i fakultetskog obrazovanja?
E.K.: Metodološka potpora za škole i sveučilišta drugačije je strukturirana. Sveučilišna metodologija temelji se na visokoj profesionalnosti nastavnika, stroga regulativa joj je kontraindicirana. Smatram da bi s tim stavom na umu trebalo izraditi Savezne državne obrazovne standarde koji bi trebali imati savjetodavni status.
U pravilu, novi obrazovni standardi, nakon ulaska na sveučilište, pažljivo se raspravljaju na diplomskim i općim odjelima, zatim svaki predavač razvija vlastiti program - i to je glavno. Ubuduće se o programu ponovno raspravlja na katedrama i metodičkim vijećima fakulteta. I tek nakon toliko godina uhodavanja, proizvod je spreman. Iznimno je važno sudjelovanje ljudi koji gledaju kako se to uklapa u cjelokupni nacrt kurikuluma: obvezan je voditelj katedre, po mogućnosti recenzent i, naravno, visokokvalificirani nastavnik.
U školi je teže. Pri izradi metodičke potpore treba se osloniti na “prosječnog” učitelja i za njega treba izraditi predloške i pripreme. Međutim, potrebno je uspostaviti povratnu informaciju kako bi se prikupila mišljenja nastavnika. Metodološke službe to ne rade, jer su se uvelike pokazale nemoćne. Oni bi trebali izražavati mišljenje stručne javnosti, odnosno igrati ulogu “negativnog” feedbacka, a ne podržavati i opravdavati ministarsku strategiju.
Vrlo važno pitanje je sadržaj nastavnog plana i programa koji je sada izvan svake kritike. Prilikom pisanja udžbenika programiranja, oslanjajući se na višegodišnje iskustvo prethodnih generacija autora, glavni kriterij za mene je bio razvoj pravog stručnjaka. Ali morali smo uzeti u obzir postojeći kurikulum, postojeću stvarnost proizvodnje softvera itd.
U REDU.: Dopustite mi da izrazim svoje mišljenje. Ovo što se danas događa sa školskim udžbenicima je katastrofa. Primjerice, udžbenici jednog autora, jednog izdavača, izdani u dvije uzastopne godine, ne mogu se koristiti u obrazovnom procesu samo zbog nepodudarnosti numeriranja zadataka, paragrafa, dijelova i tema.
Za razvoj dobrog školskog udžbenika potrebno je mnogo godina. Štoviše, za određeni program iu kontekstu sadržaja onih disciplina koje će budući student morati studirati na sveučilištu. Primjer: sva deskriptivna geometrija na sveučilištu izgrađena je na teoremima dokazanim u školskoj stereometriji kao postulatima. Jasno je da kvaliteta školskog udžbenika, a time i kvaliteta poučavanja geometrije u školi, izravno utječu na studentovo razumijevanje predavanja nacrtne geometrije na fakultetu. U stvarnosti, većina studenata prve godine ili nije čula za teoreme stereometrije ili ih nije razumjela. Zbog toga se zadaci iz nacrtne geometrije rješavaju samo prema modelu iz metodičkog priručnika, bez njihovog teorijskog razumijevanja. Odakle to razumijevanje ako potrebni temelji nisu postavljeni na satovima matematike u školi?
- Što možete reći o postupku pregleda udžbenika?
E.K.: Ispitivanje udžbenika za sveučilište organizirano je kompetentno. Po mom mišljenju, ne treba ga mijenjati, ali se može poboljšati. Po mom iskustvu, svaki je korak, posebice rad s recenzentima, doveo do poboljšanja.
Općenito, primjećujem da udžbenik postaje dobar nakon drugog ili trećeg pretiska. Najbolji u geometriji - A.P. Kiseljov je radio stotinu godina, ali sada ga je, nažalost, zamijenio znatno lošije kvalitete. Zašto? Da, jer resorno ministarstvo preporuča njihovu promjenu svakih pet godina.
Prilikom pripreme udžbenika vrlo je važno zadržati strogost predmeta i osigurati da se gradivo savlada na određenoj dobnoj razini. Stoga, uz poznavanje materije, autoru su potrebne preporuke učitelja koji rade s određenom dobi ili osobno iskustvo.
Bio sam iznenađen, iskreno govoreći, da je izdavač objavio rigidan plan za udžbenik. Ispada da apsolutno ništa ne ovisi o autoru? Mislim da je takvo stanje stvari nerazumno - ima izrazito negativan utjecaj na kvalitetu.
Također je, po meni, nerazumno nametati sadržaj udžbenika. Smatram da nijedan genij ne može u jednoj knjizi dobro prikazati elementarnu matematiku i elemente matematičke analize. Međutim, predložili su mi da strpam i geometriju i zadatke u jednu knjigu.
Još se nisam susrela s provjerom školskog udžbenika, ali je, prema ocjenama kolega, loše organizirana. Recenzenti su često zaokupljeni obranom vlastitih izdavača i od njih se ne može očekivati objektivnost.
Prema studiji analitičara GUVSE V. Gimpelsona i R. Kapelyushnikova, dvije trećine studenata ruskih tehničkih sveučilišta jednostavno neće moći postati inženjeri - zbog navodno "stečenog znanja". Istraživači problem uglavnom vide u niskoj kvaliteti osnovnog školskog obrazovanja s kojim kandidati dolaze na tehnička sveučilišta...
E.K.: Prema mojim subjektivnim procjenama, prošle godine polovica studenata na Kibernetičkom fakultetu uopće nije mogla studirati, a o spremnosti za inženjerstvo da i ne govorimo. Moguće je, možda, navesti potrebne kriterije za sposobnost učenja, ali je teško navesti dovoljne...
Niska kvaliteta školskog obrazovanja jedan je od razloga niske sposobnosti studiranja na fakultetu, ali daleko od jedinog. Kolaps odgoja počinje već u vrtiću ili još ranije – u obitelji. Što mislim? Obrazovanje je za društvo sredstvo zaštite od prijetnji, a za pojedince – od oštre konkurencije. Ali moderno društvo ima lažan osjećaj sigurnosti. I roditelji sve više priželjkuju udobnost svojoj djeci, ne shvaćajući da obrazovanje zahtijeva ozbiljan rad. Dakle, kvalitetno, ozbiljno obrazovanje nije traženo ni na razini društva ni na razini pojedinca.
- Što mislite što škola treba da identificira i razvija sposobnosti učenika u egzaktnim znanostima?
E.K.: Po mom mišljenju, nema posebne potrebe za utvrđivanjem sposobnosti za egzaktne znanosti. Treba razvijati klubove, izborne predmete, izborne predmete, predmetne olimpijade – to će biti dovoljno. Možete dodati profesionalno usmjeravanje. Za razvoj sposobnosti u egzaktnim i humanističkim znanostima potrebno je djelovati prema načelu: poučavati do mjere psihološke spremnosti za percepciju.
- Logičko, kognitivno razmišljanje mlađih generacija je sve lošije. Koji je razlog tome, po Vašem mišljenju?
E.K.: Pogoršanje logičkog mišljenja postoji i uzrokovano je nizom objektivnih i subjektivnih razloga. Budući da sam godinama predavao programiranje, vidim pad u sposobnosti algoritamskog razmišljanja. To je postalo posebno vidljivo posljednjih godina. Danas naše društvo ne osjeća potrebu za inteligencijom, iako, primjerice, u Japanu i Finskoj takva potreba postoji.
Prvi razlog je stupanj razvoja tehničkih sredstava: televizije, računalne tehnologije. Recimo, računalo "isključuje" djetetovu finu motoriku, koja je moćan alat za razvoj, posebno u ranom djetinjstvu.
Drugi razlog je neuspjeh školskog obrazovanja i, prije svega, ideja o ranom razvoju logičkih sposobnosti. Sve se mora učiniti na vrijeme: preuranjeni razvoj uzrokuje nepopravljivu štetu intelektu! U vrtiću treba voditi računa o razvoju motorike i mašte. Nadalje, u osnovnoj školi dolazi vrijeme za razvoj maštovitog mišljenja. Logičko razmišljanje je kasnija kvaliteta, i treba ga pažljivo pripremati, razvijajući prije svega maštu, kao i disciplinu mišljenja. To bi se trebalo dogoditi oko osmog razreda. Tada dolazi vrijeme za matematiku, fiziku i informatiku.
Osim toga, metodički neispravna nastava klasičnih predmeta također negativno utječe na razvoj mišljenja.
Uzmimo matematiku. Jedno od najtežih pitanja za učenika je: koja je duljina olovke? Drugi primjer: na pitanje čemu je jednak sinus od šezdeset stupnjeva, odgovorit će polovica dobrih učenika. A zašto – objasnit će vam najviše tri. Stvar je u tome što su konceptualna obrazloženja, rasprave i zaključci izbačeni iz školskog programa. Školska matematika puna je nepotrebnih stvari, a nema vremena za razvijanje potrebnih vještina. Mogu dati slične primjere iz školskog tečaja fizike. Ruski jezik također je neophodno sredstvo razvoja. U školi djecu treba učiti govoriti i pisati, ali ne gubiti vrijeme na leksičku analizu.
U REDU.: Smanjenje poticaja za učenjem, nažalost, rezultat je ideologije “potrošačkog društva”. Tjelesna aktivnost djece značajno je smanjena. Računalo zamjenjuje komunikaciju s vršnjacima.
Što mislite o ideji predsjednika Nadzornog odbora Ruske šahovske federacije Arkadija Dvorkoviča o usađivanju minimalnog šahovskog znanja svoj djeci? U kojoj mjeri satovi šaha u školi mogu pomoći u razvoju sposobnosti učenika?
E.K.:Šah je zanimljiv i koristan za one koje to zanima. Razvijaju specifične sposobnosti, baš kao i računalo, usput. Šah je prikladan u početnoj fazi razvoja mišljenja. Ali ako govorimo o stručnoj razini obrazovanja, onda se moramo odlučiti između šaha i matematike.
Šahovski klubovi i turniri školama su nesumnjivo potrebni, ali pretvaranjem nastave šaha u obvezni tečaj vodit ćemo još jednu kampanju, ali ćemo dobiti efekt odbijanja.
U REDU.: Igranje šaha, čak i na amaterskoj razini, razvija logiku i logičko pamćenje. Svladavanje šaha, naime, počinje tim istim maštovitim razmišljanjem o čijem nedostatku se u obrazovanju mnogo govori. I tek mnogo kasnije, kako se igračko i turnirsko iskustvo akumulira, logično šahovsko razmišljanje stupa na scenu.
U pravilu školarci koji bar dvije ili tri godine sustavno uče šah, u pravilu su bolji u školi i imaju bolje ocjene, prvenstveno iz matematike.
Osim toga, izgubljena ili dobivena utakmica na turniru rezultat je osobnog truda i izravnog odgoja djetetove odgovornosti za svoje postupke. I to ne samo tijekom utakmice, nego iu pripremi za nju. O razvijanju psihičke stabilnosti u stresnoj (turnirskoj) situaciji ne treba ni govoriti.
U nekim se školama informatika kao način razvijanja logike uvodi od prvog razreda, u drugima informatiku počinju učiti puno kasnije, često izborno. U kojoj dobi smatrate da su takve aktivnosti opravdane i potrebne? Trebaju li očiglednim “humanistima” i koliko?
E.K.: Rana informatika je štetna, jer još uvijek ne dolazi do logičnog razvoja. Pojavljuje se samo navika govorljivosti i odbacivanje "nepotrebnog" znanja. Rezultat je radikalna promjena u percepciji informacija.
Ponavljam, ozbiljne studije ne bi trebale početi prije osmog razreda. Sastav tečaja trebao bi ovisiti o njegovim ciljevima. Neki će studenti trebati program Office (primjerice, studenti humanističkih znanosti), drugi će trebati složeni grafički uređivač (budući dizajner), a budući "tehničar" će trebati tečaj algoritama i programskih elemenata u Pascalu (ne BASIC). Tečaj bi trebao biti strukturiran na modularnoj osnovi - s mogućnošću izbora i, uglavnom, na izbornoj osnovi. U osnovnim razredima prihvatljivi su jednostavni grafički alati i jednostavni jezici, kao što je LOGO s "kornjačom".
- Koja bi temeljna načela trebala biti osnova za organiziranje škola fizike i matematike na sveučilištima?
E.K.: Radio sam na Sveučilištu Novosibirsk na tečaju matematičke analize i promatrao buduću sudbinu maturanata specijaliziranih škola. Uvjereni da sve znaju, često su se na prvoj godini fakulteta opustili iu godinu dana gubili od studenata koji su dolazili iz redovnih škola.
U “sveučilišnim” školama trebaju raditi visokokvalificirani nastavnici i treba im dati slobodu izbora - što i kako predavati. Neophodno je slijediti načelo: ne težiti preuranjenom razvoju, već se baviti produbljivanjem znanja i razvijanjem sposobnosti. Na primjer, nije potrebno duboko proučavanje matematičke analize, ali će teorija usporedbi i kombinatorike biti vrlo korisna.
- Što možete reći o dvostupanjskom obrazovanju inženjera?
E.K.: Nema ništa loše u obuci na dvije razine, ali nije prikladna za obuku u opasnim i tehnički složenim industrijama. Inženjer informatike može se školovati na bilo koji način, budući da takav inženjer, u svakodnevnom shvaćanju, upravlja već gotovim sustavima. Ali operater nuklearnog reaktora, zrakoplovni inženjer i drugi slični stručnjaci. treba pripremati na tradicionalan način.
U REDU.:Što se tiče prvostupnika i magistara, “ispadanje” je opasno posvuda. Kako polukvalificirani inženjer može raditi s nekoliko desetaka rukovatelja strojevima? Štoviše, moderni kombajn za žetvu žitarica po svojoj je razini opreme sličniji čak ni računalu, već svemirskom brodu.
Nažalost, poznavanje novih obrazovnih standarda i planova obuke navodi samo na jednu pomisao: u početku će nestati nastavnici posebnih disciplina, jer su posebne discipline smanjene (au nekim slučajevima i isključene) iz programa obuke budućih inženjera. Sovjetski strojarski tehničar, maturant tehničke škole, bio je puno spremniji - prije svega, u praktičnom smislu. Prvostupnik neće imati ni dovoljnu teoretsku obuku ni minimalnu potrebnu praktičnu obuku.
Koposov Denis Genadijevič,MBOU OG br. 24 grada Arhangelska, učitelj informatike,
[e-mail zaštićen], www.koposov.info
POČETAK STROJARSKOG OBRAZOVANJA U ŠKOLI
POČETCI INŽENJERSKOG OBRAZOVANJA U ŠKOLAMA
Anotacija.
U članku su prikazana iskustva organiziranja i izvođenja izbornih i fakultativnih kolegija inženjerskog usmjerenja u školi. Obrađuju se pitanja povećanja obrazovne motivacije i profesionalnog usmjeravanja studenata.
Ključne riječi:
Informatička nastava, izborni predmeti, robotika u školi, mikroelektronika u školi, nastavni laboratoriji, informatizacija.
Sažetak.
U ovom se članku opisuju iskustva organiziranja i izvođenja izbornih i fakultativnih kolegija Informatike inženjerskog usmjerenja u školi. Raspravlja o poboljšanju motivacije za učenje, mentalnom razvoju i profesionalnoj orijentaciji učenika.
Ključne riječi:
Obrazovanje, K-12, STEM, robotika, mikroelektronika, školski laboratoriji, informatizacija.
Ruska Federacija danas proživljava inženjersku krizu - manjak inženjerskog kadra i odsutnost mlađe generacije inženjera, što može postati faktor usporavanja gospodarskog rasta zemlje. To primjećuju rektori najvećih tehničkih sveučilišta, a to se pitanje redovito postavlja i na razini Vlade. “Danas u zemlji postoji jasan nedostatak inženjerskih i tehničkih radnika, radnika i, prije svega, radnika koji odgovaraju trenutnom stupnju razvoja našeg društva. Ako smo nedavno još govorili o tome da smo u razdoblju preživljavanja za Rusiju, sada izlazimo na međunarodnu scenu i moramo ponuditi konkurentne proizvode, uvesti napredne inovativne tehnologije, nanotehnologije, a za to su nam potrebni odgovarajući kadrovi. Ali danas ih, nažalost, nemamo” (V. V. Putin).
Što se obično predlaže za promjenu postojećeg stanja? Uz poboljšanje statusa struke i povećanje plaća inženjerima, “raznolikost” prijedloga svodi se na dva smjera: jačanje selekcije pristupnika i organiziranje predsveučilišne doškolovanja diplomanata bilo u školi ili na fakultetu:
„Potrebni su drugi, konstruktivni pristupi kako bi se osigurao priljev dobro pripremljenih kandidata usmjerenih na upis na tehnička sveučilišta. Jedan od tih pristupa je raširen razvoj olimpijada za školsku djecu... Drugi način formiranja kontingenta kandidata je ciljani prijem... Potrebno je najozbiljniju pozornost posvetiti politehničkom obrazovanju učenika, obnoviti potrebne količine tehnološka obuka za učenike srednjih škola, koja je bila relativno nedavno, razvija klubove i domove dječje tehničke kreativnosti" (Fedorov I.B.);
“Učiniti dio 10. i 11. razreda “predsveučilišnim.” Osim školskih profesora, tu bi trebali raditi i sveučilišni nastavnici. Ako tako prenesemo neke od temeljnih disciplina u školu, četverogodišnji program na sveučilištu bit će dovoljan da pripremi ne “nedovršenog” inženjera, već prvostupnika sposobnog za inženjersku poziciju.” (Pokholkov Yu.P.) .
Drugi pristup uključuje prijenos dijela nastavnog materijala u srednje škole - na prvi pogled prekrasan prijedlog "odozgo", ali izaziva ogorčenje nastavnika. Sada postoji jaz između srednjeg i visokog obrazovanja, a nijedna strana ne žuri sići jedna drugoj u susret na pola puta: tečajevi za učitelje mogu se pohađati samo na institutima za napredno usavršavanje (druge sheme jednostavno ne funkcioniraju). Potrebno je jasno razumjeti koliki je postotak učenika u redovnoj školi spreman slušati predavanja sveučilišnih nastavnika, te razumjeti kako će školski nastavnici izgledati u odnosu na sveučilišne profesore i izvanredne profesore (i obrnuto). Ova je shema više-manje izvediva samo u gradskim gimnazijama, čiji kapaciteti opet nisu dovoljni da zadovolje potrebe i sveučilišta i zemlje za obučenim pristupnicima. Začarani krug koji stvara i paniku i nevoljkost da se bilo što promijeni, ili se jednostavno "pripiše" nekome krivca ("u školi ne uče dobro" je najpopularnije mišljenje visokoškolskih djelatnika). “Sam obrazovni sustav posvuda je počeo degradirati. U tom pogledu iznimnu važnost dobiva najstarija i najmoćnija odgojna institucija – obitelj – sa svojom sposobnošću cjelovitog odgoja i prenošenja „neformalnog znanja“. Sukladno tome, inženjerska obuka na sveučilištu, u malom poduzeću, u oblicima dodatnog obrazovanja poprima holistički osobni karakter” (Saprykin D.L.). “Po mom mišljenju, nema potrebe posebno identificirati sposobnosti za egzaktne znanosti. Treba razvijati klubove, izborne predmete, izborne predmete, predmetne olimpijade – to će biti dovoljno. Možete dodati profesionalno usmjeravanje. Da bi se razvile sposobnosti kako u egzaktnim, tako iu humanističkim znanostima, potrebno je raditi prema principu: poučavati do mjere psihološke spremnosti za percepciju” (Krylov E.V.).
Upravo u takvom društvenom okruženju 2010. godine započeli smo s realizacijom projekta stvaranja pristupačnog obrazovnog okruženja koje bi nam omogućilo da studij informatike dovedemo na kvalitativno drugačiju razinu, u okviru kojeg smo u našoj školi 2012. godine kreirali - gimnazije) inženjerske laboratorije (robotika i mikroelektronika) i koristimo ih u okviru modela kontinuiranog informacijskog obrazovanja.
Kada smo počeli razvijati ovaj smjer, pokazalo se da u Ruskoj Federaciji nema načina da se oslonite na tuđe iskustvo, što je obično predstavljeno razredima s malom grupom entuzijastičnih učenika (3-5 ljudi), tj. nema rada i istraživanja unutar neposrednog obrazovnog procesa, nema integracije i kontinuiteta inženjerskih kolegija i, naravno, praktički nema nastavnog materijala za obične srednje škole. Stoga smo se pri odabiru glavnog vektora razvoja laboratorija okrenuli međunarodnoj analizi i prognozama.
Godine 2009., New Media Consortium - međunarodni konzorcij više od 250 koledža, sveučilišta, muzeja, korporacija i drugih organizacija usmjerenih na učenje o istraživanju i korištenju novih medija i novih tehnologija - predvidio je široku upotrebu za učenje do 2013.-2014. pametne objekte, uključujući Arduino mikrokontrolere, platformu otvorenog koda za projektiranje elektroničkih uređaja koji studentima omogućuju kontrolu interakcije tih uređaja s okolnim fizičkim okruženjem.
Vrijedno je obratiti posebnu pozornost na puni naziv naše škole: općinska proračunska obrazovna ustanova općinske formacije "Grad Arkhangelsk" "Srednja opća škola br. 24 s produbljenim proučavanjem umjetničkih i estetskih predmeta" (od lipnja 2012. - "Općeobrazovna gimnazija br. 24"; www.shkola24.su), to je važno, jer je u sporednoj školi učinkovitost obrazovnih tehnologija i motivacija učenika na prvom mjestu.
Godine 2010. Nacionalna znanstvena zaklada SAD-a (zajedno s The Computing Research Association i The Computing Community Consortium) objavila je analitičko izvješće u kojem se detaljno navodi koje će obrazovne tehnologije biti najučinkovitije i najtraženije do 2030.:
Korisnik Modeliranje- praćenje i modeliranje stručnih kvaliteta i obrazovnih postignuća učenika;
Mobilni Alat s - pretvaranje mobilnih uređaja u obrazovne alate;
umrežavanje Alati- korištenje mrežnih obrazovnih tehnologija;
Ozbiljan Igre- igre koje razvijaju pojmovne kompetencije;
Inteligentan Okruženja- stvaranje inteligentnih obrazovnih okruženja;
Edukativni Podaci Rudarstvo- obrazovna okruženja za rudarenje podataka;
Bogata sučelja- bogata sučelja za interakciju s fizičkim svijetom.
Prvi zadatak koji smo morali riješiti bio je stvaranje obrazovnog okruženja koje odražava sve trendove i pravce razvoja ovih obrazovnih tehnologija – inženjerskih laboratorija.
Tijekom 2010. – 2012., bez državnog financiranja, stvorili smo i koristili inženjerske laboratorije u obrazovnom procesu u sljedećim područjima:
LEGO robotika (15 mjesta za obuku na temelju edukativnog konstrukcijskog seta LEGO MINDSTORMS NXT);
programiranje mikrokontrolera (15 mjesta za obuku na bazi mikrokontrolera ChipKIT UNO32 Prototyping Platform, ChipKIT Basic I/O Shield);
dizajn digitalnih uređaja (15 mjesta za obuku baziranih na Arduino platformi i različitim elektroničkim komponentama);
sustavi za prikupljanje podataka i mjerenje (15 mjesta za obuku temeljeno na studentskom mobilnom laboratorijskom kompleksu National Instruments myDAQ i softveru NI LabVIEW);
senzori i obrada signala (15 mjesta za obuku na temelju skupova od 30 različitih senzora, kompatibilnih s Arduino, ChipKIT i NI myDAQ);
mobilna robotika (15 edukativnih DIY 2WD robota na Arduino platformi).
Drugi zadatak je korištenje mogućnosti laboratorija u obrazovnom procesu, posebice u nastavi informatike i ICT-a. Trenutno se ova oprema koristi u nastavi, izbornim i izbornim predmetima, izbornim predmetima informatike i ICT-a.
U navedenim laboratorijima gotovo na svakom satu učenici se susreću sa situacijom u kojoj daljnja tehnička aktivnost i izumi postaju nemogući bez znanstvene osnove. Tijekom nastave studenti po prvi put u životu stječu prave vještine organizacije rada; donositi odluke; provoditi jednostavnu tehničku kontrolu, graditi matematički opis; provoditi računalno modeliranje i razvoj metoda upravljanja, provoditi razvoj podsustava i uređaja; strukturni elementi; analizirati podatke sa senzora; pokušaj izgradnje višekomponentnih sustava, otklanjanje pogrešaka, testiranje, nadogradnja i reprogramiranje uređaja i sustava; održavati ih u ispravnom stanju - sve je to najvažniji temelj za buduće istraživačke, projektantske, organizacijske, upravljačke i operativne stručne aktivnosti. To više nije samo profesionalno usmjeravanje, to je promicanje znanosti uz korištenje najsuvremenijih obrazovnih tehnologija.
U ovom slučaju učitelji informatike su glavna pokretačka snaga, stoga je u sustavu osposobljavanja (i usavršavanja) nastavnika informatike potrebno uzeti u obzir obrazovne mogućnosti laboratorija robotike i mikroelektronike i uključiti odgovarajuće discipline. u programima obuke. U školi se obučavaju budući učitelji, studenti Instituta za matematiku i računarstvo NArFU nazvanog po M.V. Lomonosov (smjer "Obrazovanje fizike i matematike"), nastava se održava i za nastavnike.
Nakon nekoliko predavanja s nastavnicima informatike u regiji Arkhangelsk, primijećena je prilično važna činjenica - nespremnost nastavnika da primijene iskustvo koje su vidjeli. Istraživanje je otkrilo razloge za to-mnogi nastavnici ili nisu zainteresirani za razvoj inženjerske komponente ili vjeruju da to područje nije njihova snaga. Iz tog razloga počeli smo redovito provoditi opsežna savjetovanja, radionice, master classove za nastavnike, s ciljem prezentacije našeg iskustva cijeloj nastavnoj zajednici, webinari su se održavali na Intel Education Galaxyju (snimke su dostupne za pregled).
Kakve smo rezultate postigli u 2 godine, osim izravnog stvaranja samog obrazovnog okruženja? Prvo, vrijedi napomenuti da je među maturantima 2011. godine 60% odabralo daljnji studij na visokoškolskim ustanovama posebno u inženjerskim specijalnostima (tj. nakon diplome će dobiti diplomu inženjera).
Drugo, započeli smo pripreme za izdavanje udžbenika. U svibnju 2012. izdavačka kuća “BINOM Laboratorij znanja” objavila je edukativno-metodološki set o informatici i ICT-u “Prvi korak u robotiku”: radionica i radna bilježnica o robotici za učenike 5.-6. razreda (autor: Koposov D.G.) . Svrha radionice je pružiti školarcima suvremeno razumijevanje primijenjene znanosti koja se bavi razvojem automatiziranih tehničkih sustava – robotike. Radionica sadrži opis aktualnih društvenih, znanstvenih i tehničkih zadataka i problema, rješenja koja tek trebaju pronaći buduće generacije. To omogućuje studentima da se osjećaju kao istraživači, dizajneri i izumitelji tehničkih uređaja. Priručnik se može koristiti i za nastavu u razredu i za samostalno učenje. Treninzi kroz ovu radionicu pridonose razvoju dizajnerskih, inženjerskih i općih znanstvenih vještina, pomažu drugačijem sagledavanju pitanja vezanih uz studij prirodnih znanosti, informatike i matematike te osiguravaju uključivanje učenika u znanstveno i tehničko stvaralaštvo. Radna bilježnica je sastavni dio radionice. Nastava robotike pridonosi razvoju dizajnerskih, inženjerskih i općih znanstvenih vještina, pomaže drugačijem sagledavanju problematike studija prirodnih znanosti, informatike i matematike te osigurava uključivanje učenika u znanstveno i tehničko stvaralaštvo. Rad s bilježnicom omogućuje produktivnije korištenje vremena namijenjenog informatici i IKT-u, a također daje djetetu priliku da kontrolira i razumije svoje aktivnosti i njihove rezultate. Radna bilježnica pomaže u praktičnom, kreativnom i istraživačkom radu.
Treće, izrađen je i testiran kurikulum dodatnog obrazovanja za učenike od 9. do 11. razreda „Osnove mikroprocesorskih sustava upravljanja“, čiju je srž modeliranje sustava automatskog upravljanja temeljenih na mikroprocesorima, kao modernog, vizualnog i naprednog smjera u znanosti i tehnologije, uz istodobno razmatranje temeljnih, teorijskih odredbi. Ovaj pristup uključuje svjesnu i kreativnu asimilaciju materijala, kao i njegovu produktivnu upotrebu u aktivnostima eksperimentalnog dizajna.
U procesu teorijske obuke učenici se upoznaju s fizičkim osnovama elektronike i mikroelektronike, poviješću i perspektivama razvoja ovih područja. Programom je predviđena radionica koja se sastoji od laboratorijskih vježbi, istraživačkog rada i primijenjenog programiranja. Tijekom posebnih zadaća učenici stječu opće, posebne i stručne kompetencije u korištenju elektroničkih komponenti u mikroprocesorskim automatiziranim sustavima upravljanja, koje se objedinjuju u procesu izrade projekta. Sadržaj programa provodi se u poveznici s fizikom, matematikom, informatikom i tehnologijom, što odgovara suvremenim trendovima u STEM obrazovanju (Science, Technology, Engineering, Math). Program je predviđen za 68 nastavnih sati i može se prilagoditi za izvođenje izbornih predmeta od 17 ili 34 sata. Ovaj program provodi se već drugu godinu u MBOU OG br. 24 grada Arhangelska u izbornoj nastavi za učenike 9. i 10. razreda.
Mora se postaviti pitanje: koji je razlog tolikog broja nastavnih laboratorija? Stvorivši prvi laboratorij, zajedno s pedagoškim psihologom proučavali smo dinamiku obrazovne motivacije učenika. Korištene metode: promatranje, razgovor s roditeljima i učiteljima, skaliranje, korištena je i tehnika T.D. Dubovitskaja. Svrha metodologije je identificirati smjer i utvrditi stupanj razvoja unutarnje motivacije učenika za učenje pri učenju pojedinih predmeta (u našem slučaju informatike i robotike). Metodologija se temelji na testnom upitniku koji se sastoji od 20 prosudbi i prijedloga odgovora. Obrada se provodi u skladu s ključem. Tehnika se može koristiti u radu sa svim kategorijama učenika sposobnih za samoanalizu i samoocjenjivanje, počevši od otprilike 12 godina. Dobiveni rezultati, s jedne strane, omogućuju nam da pouzdano govorimo o povećanju razine obrazovne motivacije kod gotovo svakog učenika, s druge strane, nakon godinu dana, razina motivacije počela je padati i težiti razini bio je prije nastave u robotičkom laboratoriju (na temelju LEGO MINDSTORMS NXT). Upravo ta činjenica određuje daljnji kvantitativni razvoj nastavnih laboratorija. Akademska motivacija je glavni faktor u sporednoj školi koji utječe na uspjeh učenika. Nastavit ćemo proučavati promjene u motivaciji za učenje u budućnosti.
Drugo pitanje koje učitelji često postavljaju: kako mikroelektroniku, robotiku i općenito strojarsko obrazovanje povezati sa specifičnostima naše škole – produbljenim proučavanjem umjetničko-estetskih predmeta? Prvo, činjenica je da je platforma Arduino, na kojoj se temelji većina laboratorija, izvorno razvijena za obuku dizajnera i umjetnika (ljudi s malo tehničkog iskustva). Čak i bez iskustva u programiranju, studenti nakon samo 10 minuta upoznavanja već počinju shvaćati kod, mijenjati ga, promatrati i malo istraživati. Istovremeno, na svakoj lekciji može se izraditi stvarno funkcionalni prototip uređaja (svjetionik, semafor, noćno svjetlo, girlanda, prototip sustava ulične rasvjete, električno zvono, zatvarač za vrata, termometar, mjerač buke u kućanstvu, itd.), a učenici poboljšavaju vašu razinu tehnološke samoučinkovitosti. Drugo, što znači biti inženjer izvrsno je formulirao Pyotr Leonidovich Kapitsa: “Po mom mišljenju, malo je dobrih inženjera. Dobar inženjer se mora sastojati od četiri dijela: 25% - biti teoretičar; 25% - umjetnik (ne možete dizajnirati automobil, morate ga nacrtati - tako su me učili, a i ja tako mislim); 25% - od strane eksperimentatora, tj. istražite svoj automobil; a 25% on mora biti izumitelj. Ovako treba biti sastavljen inženjer. Ovo je vrlo grubo i mogu postojati varijacije. Ali svi ti elementi moraju biti tu."
Posebno želim naglasiti da postojeći obrazovni programi informatike dopuštaju korištenje robotike, mikroelektronike (i inženjerskih komponenti) kao metodičkog alata nastavnika, bez potrebe mijenjanja programa rada nastavnika. To je vrlo važno, pogotovo kada se s ovakvim projektima pokreću škole, kada strah od neizbježnosti izrade ogromnog broja radova može zaustaviti svakog učitelja.
Nedavno su digitalni obrazovni resursi postali iznimno popularni. Statistika preuzimanja sa stranica fcior. edu. ru i škola-zbirka. edu. ru ovo to potvrđuje. Regionalni i općinski odjeli za obrazovanje održavaju veliki broj natjecanja i seminara o korištenju digitalnih obrazovnih resursa u školama. Tijekom zadnjih 5–6 godina mnoga sveučilišta učinkovito koriste softversko okruženje LabVIEW tvrtke National Instruments u istraživačkom i obrazovnom radu. Razvijaju se i uvode u nastavni proces virtualni laboratoriji i radionice iz prirodnih znanosti. Analizirajući sažetke kandidatskih i doktorskih disertacija u 2009. godini–2011. vrijedi istaknuti veliki broj radova koji koriste softver NI LabVIEW , uključujući specijalnost 13.00.02 (teorija i metode obuke i obrazovanja). Ovaj softver je instaliran u našoj školi. Tako će se studenti u sklopu informatičkog obrazovanja moći upoznati s načinom projektiranja i razvoja ovakvih laboratorijskih kompleksa.
Također bih želio napomenuti razvojnu funkciju proučavanja robotike i mikroelektronike u školi. Sustavni rad sa sitnim dijelovima kod djece i adolescenata pozitivno utječe na razvoj motoričkih sposobnosti sitnih mišića šake, što pak potiče razvoj osnovnih moždanih funkcija, što pozitivno utječe na pažnju, zapažanje, pamćenje, maštu , govor i, naravno, razvija kreativno mišljenje
Usko grlo mnogih istraživanja i projekata često je nemogućnost brzog skaliranja. Iskustvo koje smo prikupili omogućilo nam je da proširimo projekt u općeobrazovnom liceju br. 17 grada Severodvinsk u najkraćem mogućem roku (30 dana), što naglašava praktični značaj našeg rada.
Istraživanja tehnoloških tvrtki pokazuju da ako nemamo djecu zainteresiranu i strastvenu za inženjering do 7. godine–9. razreda, vjerojatnost da će uspješno nastaviti inženjersku karijeru je vrlo mala. Učitelji informatike promicanjem prirodnih znanosti, matematike, tehnike i tehnologije kroz interdisciplinarne izborne i izborne predmete te sustave dopunskog obrazovanja mogu učinkovitije utjecati na odabir budućeg zanimanja učenika. Korištenje inženjerskih laboratorija u školama u modelu kontinuiranog informacijskog obrazovanja omogućit će učinkovito učenje od kraja do kraja (školsko-dodatno obrazovanje- sveučilište ) o suvremenim informacijsko-komunikacijskim tehnologijama, osiguravajući kontinuitet obrazovnog programa na različitim razinama obrazovanja.
Književnost
Sve je jednostavno istinito... Aforizmi i razmišljanja P.L. Kapitsa.../Comp. P. E. Rubinin. - M.: Izdavačka kuća Mosk. fiz.-teh. Institut, 1994. - 152 str.
Dubovitskaya T.D. Metodologija dijagnosticiranja usmjerenosti obrazovne motivacije // Psychological Science and Education. - 2002. br.2. - Str.42–45.
Koltsova M.M., Ruzina M.S. Dijete uči govoriti. Trening igre prstima - Ekaterinburg: U-Faktoriya, - 2006. - 224 str.
Koposov D.G. Osnove mikroprocesorskih sustava upravljanja - program za učenike od 9. do 11. razreda // Informacijske tehnologije u obrazovanju: resursi, iskustva, trendovi razvoja: zbornik članaka. mat. Međunarodna znanstvena i praktična konf. (30. studenog - 3. prosinca 2011.). U 14 sati 2. dio./ Uredništvo. Fedoseeva I.V. i drugi - Arkhangelsk: Izdavačka kuća JSC IPPK RO, 2011. - P.174–181.
Koposov D.G. Prvi korak u robotiku: radionica za 5.–6. M: BINOM. Laboratorij znanja. - 2012. - 286 str.
Koposov D.G. Prvi korak u robotiku: Radna bilježnica za 5.-6. M: BINOM. Laboratorij znanja. - 2012. - 60 str.
Koposova O.Yu. Praćenje razine obrazovne motivacije učenika 5.–7. razreda pri učenju robotike // Informacijske tehnologije u obrazovanju: resursi, iskustva, razvojni trendovi: zbornik. materijali Sveruske znanstvene i praktične konferencije (7.-10. prosinca 2010.). Dio I. / Uredništvo. Artyugina T.Yu. i drugi - Arkhangelsk: Izdavačka kuća JSC IPPK RO, 2010. - P.230–233.
Krylov E.V. Preuranjeni razvoj - šteta za inteligenciju?: [intervju] / Krylov E.V., Krylov O.N. // Akreditacija u obrazovanju. - 2010. - N 6 (41). Rujan. - str. 90–92
Pokholkov Yu.P. Pet minuta do inženjera. Politički časopis. 17.07.2006. P.8
Saprykin D.L. Inženjersko obrazovanje u Rusiji: povijest, koncept i perspektive // Visoko obrazovanje u Rusiji. - 2012. br.1. - str. 125–137.
Fedorov I.B. Problemi razvoja inženjerskog obrazovanja // Alma mater (Bilten visokih škola). - 2011. - br. 5. - str. 6–11.
Khromov V.I., Kapustin Yu.I., Kuznetsov V.M. Iskustvo u korištenju softverskog okruženja Labview u tečajevima o znanstveno intenzivnim tehnologijama // zbirka. Zbornik radova s međunarodnog znanstveno-praktičnog skupa „Obrazovne, znanstvene i inženjerske primjene u LabVIEW okruženju i National Instruments tehnologijama“. 17.–18. studenog 2006., Moskva, Rusija: Izdavačka kuća Ruskog sveučilišta prijateljstva naroda, - 2006. - str. 36–38.
Johnson L., Levine A., Smith R., Smythe T. “The 2009 Horizon Report: K-12 Edition.” Austin, Teksas: Konzorcij za nove medije. - 34 str.
Lovell E.M. Kurikulum mekog kruga za podršku tehnološke samoučinkovitosti, Massachusetts Institute of Technology. - lipanj 2011. - 70 str.
Woolf B.P. Putokaz za obrazovnu tehnologiju. Amherst, MA: Globalni resursi za online obrazovanje. 2010. - 80 str.
Koposov D.G. Obrazovni projekti u MBOU SŠ 24. Autorska stranica učitelja informatike MBOU OG br.24. [Elektronički izvor]. http://www.koposov.info.
Koposov D.G. Autorski program “Osnove mikroprocesorskih sustava upravljanja” za dodatno obrazovanje učenika od 9. do 11. razreda. [Elektronički izvor]. http://shkola24.su/?page_id=1534.
Službeno web mjesto "Intel Educational Galaxy", odjeljak "Webinari". [Elektronički izvor]. http://edugalaxy.intel.ru/?act=webinars&CODE= recwebinars.
Putin V.V. Mišljenja ruskih političara o nedostatku inženjerskog osoblja. 11.4.2011. // Državne vijesti (GOSNEWS.ru). Internetsko izdanje. [Elektronički izvor]. http://www.gosnews.ru/business_and_authority/news/643.
Brojne škole u regiji Novosibirsk već dvije godine imaju inženjersku nastavu. Odlučili smo saznati kako se projekt provodi i kako se inženjersko obrazovanje razlikuje od redovnog obrazovanja u „Centru za razvoj kreativnosti djece i mladih“ u regiji Novosibirsk.
Trebaju li nam inženjeri?
Danas su takvi časovi traženi", kaže metodolog centra i učitelj robotike Sergej JAKUŠKIN. “Svi vidimo lošu situaciju u proizvodnji i vrijeme je da se to promijeni.” A novi inženjeri to moraju učiniti. Sada su nam potrebni ljudi s novom vizijom problema, upoznati s modernom opremom, naprednim tehnologijama i naš je zadatak pripremiti ih.
Na našim prostorima nema ni nafte ni plina. Naš glavni potencijal je intelektualni”, dodaje kolegica Ekaterina DEMINA, voditeljica Odsjeka za psihološko-pedagošku podršku razvoju intelektualne darovitosti Centra za razvoj kreativnosti djece i mladih. - Sada stručnjaci koji imaju dobre inženjerske vještine i mogu kvalitetno obavljati visokotehnološki rad u ovom smjeru imaju 50-60 godina. Ovo je dob prije odlaska u mirovinu i dob za odlazak u mirovinu. Među njima nema mladih. Za takvim stručnjacima postoji potražnja u industriji, inovativnim poslovima koji zahtijevaju veliko znanje.
” Prema mišljenju nastavnika, obuka novih inženjera ne bi trebala započeti na sveučilištu, već u školi. Međutim, maturanti danas nisu spremni za učinkovito proučavanje tehničkih specijalnosti.
Ako pogledate današnju statistiku na Jedinstvenom državnom ispitu, razina dva iz matematike je 20 bodova. A minimalni prolazni rezultat iz matematike za tehnička sveučilišta je 36. Razlika je samo 16 bodova, a kandidat ulazi na sveučilište! - objašnjava situaciju Sergej Jakuškin. - Pripremljenost onih koji idu na tehničke fakultete je izrazito niska. Kakvi će se inženjeri proizvesti s ovom razinom obuke među školskom djecom?
” – Cilj nam je uzgojiti inženjerijsku elitu, oživjeti taj jaki inženjerijski korpus koji smo izgubili u postsovjetskim vremenima, ali na suvremenoj razini.
Za rješavanje ovog problema koriste se ne samo novi programi, već i nove metode podučavanja.
Danas surađujemo s Novosibirskim državnim sveučilištem za arhitekturu i građevinarstvo (NSASU), Novosibirskim državnim sveučilištem (NSU) i Tehničkim sveučilištem (NSTU). Osnovno načelo našeg rada je zajednička edukacija učenika i studenata, kada studenti postaju mentori učenika pod nadzorom kustosa sa sveučilišta. Ovo je vrlo učinkovito kada se mentor ne razlikuje mnogo u dobi od učenika.
” Mora se reći da su obrazovne institucije poput Inženjersko-tehničkog liceja pri NSTU-u, Aerospace Lyceuma i druge ranije djelovale u Novosibirsku. Ali projekt stvaranja inženjerskih razreda postao je znanje i iskustvo Novosibirska, au njegovom razvoju korišteno je i iskustvo poučavanja djece u školi fizike i matematike na Državnom sveučilištu Novosibirsk. I same obrazovne ustanove pokazale su se vrlo zainteresirane za inovacije.
Kad je projekt otvoren, odlučeno je zaposliti 10 posebnih razreda, ali 26 općih obrazovnih ustanova htjelo je sudjelovati u kvalifikacijskom natjecanju, pa je stoga primljeno 15 razreda, prisjeća se Yulia KLEIN, voditeljica odjela za podršku posebnim razredima Centra za Razvoj kreativnosti djece i mladih u regiji Novosibirsk. - Uz Novosibirsk, inženjerske klase stvorene su u Berdsku i Karasuku. Godine 2014. otvorili su se u još dva okruga regije - Kupinsky i Maslyaninsky. Danas ima 35 takvih razreda, budući da nam je cilj strojarsko obrazovanje učiniti dostupnim svoj nadarenoj djeci, ovaj projekt je otišao u regiju.
Kako odgojiti inženjera
Kao što je objasnila Ekaterina Demina, temeljno važan aspekt obuke u novim razredima je usađivanje praktičnih vještina u radu s opremom. Tehnički razredi zapošljavaju tehnički nadarenu djecu koja uče ne samo teoriju - matematiku, fiziku, već i inženjersku grafiku, 3D dizajn, modeliranje, robotiku.
Ali danas se još uvijek suočavamo s nedostatkom suvremene opreme; u većini škola, posebno seoskih, ona je na razini od 50-60 godina, priznaje Ekaterina. - To su strojevi koje su koristili naši roditelji, ako ne i bake i djedovi. Stoga je potrebno odmaknuti se od stare opreme i uvesti novu opremu – s CNC-om (računalno numeričko upravljanje).
” No, tehnička podrška obrazovnom procesu nije jedini problem s kojim se susreću organizatori inženjerske nastave. Koncept treninga također je tek u povojima.
Prema Ekaterini Demini, podjednako dobro vladanje teorijom i praksom temeljno je važna točka:
U nastavi strojarstva postoji rizik zamjene razvoja inženjerskog mišljenja jednostavnim rješavanjem olimpijadnih problema. I pred nama je zadaća školovanja stručnjaka nove generacije.
S druge strane, ako intelektualnu obuku zamijenimo tehnološkom,” razmišlja Sergej Jakuškin, “onda ćemo to svesti na razinu strukovnih škola. I onda ćemo na kraju dobiti možda dobrog radnika, ali ne inženjera. Stoga je, naravno, inženjerski razred složeniji od same matematike ili fizike: on također mora imati visoku razinu obuke u temeljnim predmetima, uz tehnološku obuku.
Robotika - prvi korak u inženjerstvo
Dosadašnja nastava strojarstva koristi robotiku kao predmet koji kombinira teoretsku i praktičnu komponentu. Za početak obuke u ovom području, škola samo treba kupiti male i jeftine stolne strojeve.
” Za veće zadatke stvaraju se centri za kolektivnu uporabu sa skupljom opremom, na primjer, Dječji tehnološki park i Centar inovativne kreativnosti mladih (CENT), koji se nalaze u Akademijskom parku.
Ovi centri opremljeni su potpuno novim strojevima i uređajima, poput 3D printera, koji omogućuju izradu bilo kojeg dijela, objašnjava Sergej Jakuškin. - Jedna škola ih ne može nabaviti pa se organizira opća nastava. Djeca nam dolaze iz Koltsova, novosibirskog liceja br. 22 “Nada Sibira”.
Ako govorimo o metodologiji podučavanja robotike, - nastavlja Sergej, - onda se, naravno, koristimo svjetskim iskustvom. Ali uvelike smo promijenili zapadne metode, tako da možemo smatrati da sada Rusija ima svoju školu robotike, a to je jedna od komponenti intelektualnog potencijala Akademgorodoka. Istraživači iz instituta SB RAS možda uglavnom nisu inženjeri, ali stječu vrlo ozbiljne inženjerske vještine. I ovo se koristi u nastavi strojarstva nove opće škole.
Postanite inženjer. Kada?
Djeca se školuju u inženjerstvu od 12. godine, iako bi, prema Sergeju Jakuškinu, bilo optimalno započeti poučavanje tinejdžera od 14. godine, odnosno od 7. razreda, kada djeca već imaju svjesnu motivaciju za svoje buduća profesija. Ali djecu robotika privuče čim se počnu igrati s Legom pa ga od prvog razreda uče kao igru.
Nakon 5. razreda,” kaže Sergej Jakuškin, “dajemo svjesne zadatke. Dijete mora napraviti robota. Igra je tu, ali se povlači u drugi plan. Za starije ljude zadatak postaje još teži. A oni najstariji već se bave vrlo složenim programiranjem androida, humanoidnih robota. Uče ih vidjeti, prepoznavati predmete, čitati tekstove i komunicirati.
” - U ljetnoj znanstvenoj školi “Laboratorij Z”, koja okuplja nadarenu djecu iz cijele regije, ove je godine šestero školaraca od 6. do 8. razreda razvilo egzoskelet “roboruka”. Dobili su tehnički zadatak, a djeca su sama smislila kako razviti takvog robota. Tijekom sezone, pod vodstvom voditelja laboratorija i njegovih pomoćnika, izradili su model koji je u potpunosti mogao replicirati pokrete ljudske ruke.
Prema Yuliji Klein, gotovo 86% maturanata specijalnih razreda planira nastaviti studij u odabranom profilu, što znači da slijede svoje snove. U proljeće 2015. održat će se prva matura dvaju strojarskih razreda u koje su se upisivali 2013. i ove godine.
Fotografija ustupljena NSO Centar za razvoj stvaralaštva djece i mladih
Malo pozadine problema
Zašto naši sunarodnjaci radije voze strane automobile? Zašto u svom okruženju ne nalazite korisnike domaćih pametnih telefona? Zašto su ruski ručni satovi, koji su se prije 40 godina uspješno izvozili u inozemstvo, danas daleko iza proizvoda švicarske industrije satova?...
Odgovor na sva takva "zašto" je jednostavan: tijekom proteklih desetljeća zemlja je značajno izgubila svoje inženjersko i dizajnersko osoblje, bez stvaranja temeljnih uvjeta za njihovu nadopunu. Rezultat je zaostajanje za konkurentskim zemljama u mnogim industrijama koje zahtijevaju visoko profesionalne dizajnere i inženjere. A potrebni su u svim područjima gdje je riječ o razvoju i industrijskoj proizvodnji bilo čega – od namještaja do vojne i svemirske tehnike.
Danas se pojavila svijest o takvoj situaciji te su se počele poduzimati sustavne mjere za njeno ispravljanje. Jasno je da u ovom slučaju sve mora početi od obrazovanja, jer prvoklasnog inženjera ne možete dobiti iz zraka. Potrebno je proširiti lanac školovanja relevantnih kadrova od škole preko inženjerskih sveučilišta do visokotehnoloških inovativnih poduzeća.
Tako je u rujnu 2015. godine, pod pokroviteljstvom Odjela za obrazovanje Moskve, pokrenut projekt „Strajarska klasa u moskovskoj školi” s glavnim ciljem osposobljavanja kompetentnih stručnjaka potrebnih gradskom gospodarstvu i traženih na suvremenom tržištu rada. (slični projekti su pokrenuti u regijama). Jedan od sudionika projekta bila je i Gimnazija br.1519.
Godinu dana nakon početka
Akademska godina 2015./2016. postala je vrlo dinamična u smislu promicanja projekta "Razred strojarstva u moskovskoj školi". U projekt se uključilo stotinjak škola u glavnom gradu, koje su otvorile ukupno više od dvjesto inženjerskih odjeljenja, kojima je obuhvaćeno oko 4,5 tisuće učenika. Do kraja godine više od 130 novih škola iskazalo je interes za sudjelovanje u projektu. U provedbi projekta sudjeluje 16 saveznih tehničkih sveučilišta, koja su platforme za podršku karijernom usmjeravanju studenata u inženjerskoj nastavi. Formira se skupina projektnih partnera poduzeća iz različitih industrija. Poznavanje rada stvarnih visokotehnoloških poduzeća trebalo bi poslužiti za učinkovito "uronjenje" učenika u inženjersko područje.
U lipnju 2016. u Moskvi na mjestu MSTU-a. N.E. Bauman International Congress “SEE-2016. Znanstveno i inženjersko obrazovanje.” Na kongresu su sudjelovali predstavnici ruskih i stranih sveučilišta i znanstvenih i industrijskih poduzeća, potencijalni poslodavci i domaće škole. Kongres je bio usmjeren na poboljšanje učinkovitosti inženjerskog obrazovanja u suvremenim uvjetima, a razmjena iskustava sa inozemnim kolegama omogućila je identificiranje još nerealiziranih mogućnosti i slabosti u oživljavanju domaćeg inženjerskog potencijala.
“Hoćemo nešto kuhano”
Kao što je komunikacija na Kongresu pokazala, neka ruska poduzeća i sveučilišta još uvijek polaze od ideje da je za obrazovanje profesionalnog inženjera dovoljno prilagoditi sveučilišne programe potrebama poduzeća kojima je potrebno inženjersko osoblje. Rezultat ovakvog pristupa je da su sveučilišni studenti “podobrazovani” do potrebne razine. Domaći stručnjaci smatraju da je obrazovni horizont za inženjera otprilike sedam godina, što znači da Ovo obrazovanje treba započeti u školi. Otvaranje inženjerskih razreda i aktivna pozicija sveučilišta koja sudjeluju u projektu u izgradnji učinkovite interakcije sa specijaliziranim školama i uvođenje određenih oblika inženjerskog obrazovanja počevši od srednje škole ide u susret toj potrebi.
Gimnazija br. 1519 ima dva strojarska razreda (10. i 11.) i takozvani “predstrojarski” 9., čiji su učenici također uključeni u relevantne aktivnosti profesionalnog usmjeravanja i napreduju u stručnim predmetima (fizika, matematika, informatika) . Dok maturiraju, učenici ovog razreda velikom većinom biraju tehnički smjer u srednjoj školi. Upis u 10. i 11. razred strojarstva temelji se na analizi integriranih obrazovnih rezultata učenika u stručnim predmetima, rezultatima projektantsko-istraživačkog rada i znanstveno-tehničkog stvaralaštva.
Gimnazija broj 1519 sklopila je ugovore o suradnji s MIEM NRU HSE i MSTU. N. E. Bauman. Partnerstva s tim sveučilištima studentima pružaju širok raspon različitih inženjerskih i obrazovnih mogućnosti, uključujući predavanja za profesionalno usmjeravanje, specijalne tečajeve, laboratorijske radove, majstorske tečajeve, ljetnu inženjersku praksu na sveučilišnim odjelima, istraživačkim i obrazovnim centrima i laboratorijima.
A trebalo bi i ranije
Može se konstatirati da shvaćanje o potrebi školovanja budućih inženjera od školske klupe dobiva sve više pristalica i postaje gotovo ireverzibilno. Pritom usporedba sa inozemnim iskustvom to pokazuje U inozemstvu se uključivanje školske djece u inženjerske aktivnosti događa mnogo ranije nego kod nas – već od osnovnih razreda.
Ruske škole već su počele usvajati ovo iskustvo. Tako postajemo svjedoci trend snižavanja dobne granice za ulazak u područje inženjerstva. A za to trenutno postoje dobri preduvjeti: učenici i njihovi roditelji, videći veliku i neformalnu aktivnost za oživljavanje prestiža inženjerske profesije, postaju visoko motivirani i pokazuju jasan odgovor na ovaj signal. Vjerojatno će se za godinu dana višestruko povećati upis učenika u specijalizirane strojarske razrede, a početak predstručne nastave pomaknuti prema 5.-8.
Slijedeći ovaj trend, Gimnazija br. 1519 planira u akademskoj godini 2016./17. uvesti i elemente predprofilne inženjerske nastave u 5. – 8. razredu. Jedan od tih elemenata bit će tečaj trodimenzionalne računalne grafike, usmjeren na razvoj prostornog mišljenja kod školske djece. Drugi element je klub inteligentne robotike koji potiče razvoj osnovnih vještina korištenja računala i upravljanih robotskih uređaja, vještina programiranja i rješavanja algoritamskih problema.
Što zapravo možete učiniti?
Važna teza koju dijele inženjerske i obrazovne zajednice: Dok čovjek ne počne nešto raditi vlastitim rukama, njegovo inženjersko znanje je iluzorno. Zato gotovo svi sudionici pokreta za oživljavanje inženjerskog potencijala zemlje ističu iznimnu važnost projektantskih i istraživačkih aktivnosti učenika i studenata. Shvaćajući važnost ovog čimbenika i oslanjajući se na odredbe Saveznog državnog obrazovnog standarda druge generacije, potrebno je projektantskoj i istraživačkoj djelatnosti dati status obvezne komponente izobrazbe školarci. Ovaj će pristup vjerojatno također postati trend u nadolazećim godinama.
Čini se, međutim, da nisu svi načini organiziranja dizajnerskih i istraživačkih aktivnosti studenata jednaki i učinkoviti. Po mom mišljenju, mogu se razlikovati tri razine organizacije takvih aktivnosti:
"Elementarno"
Govorimo o izmišljenim projektima kod kuće ili u školi. Voditelji takvih projekata su roditelji ili učitelj djeteta.
S jedne strane, to nam omogućuje da istaknemo aktivnu djecu, povećamo njihovu motivaciju i steknemo minimalno istraživačko iskustvo. S druge strane, nedostaci ove metode su vrlo značajni: takav rad, u pravilu, ne podržava tako važne organizacijske resurse kao što su proizvodna baza i znanstveni potencijal menadžera. Sukladno tome, takvi projekti, uglavnom, nemaju gotovo nikakvog praktičnog značaja i perspektive ozbiljnijeg daljnjeg razvoja.
“Osnovno” (trenutno) na sveučilišnim stranicama pod vodstvom sveučilišnih stručnjaka i istraživača. U tim uvjetima student koji izvodi projekt ima na raspolaganju raznovrsnu opremu, znanstveno iskustvo mentora, koje mu omogućuje da postavi uistinu relevantan i obećavajući zadatak, te mogućnost daljnjeg promicanja završenog razvoja, ako zaslužuje to. Ova razina odgovara suvremenim idejama o dizajnu i istraživačkim aktivnostima studenata u nastavi strojarstva i predviđena je većinom sporazuma o suradnji između sveučilišta koja sudjeluju u projektu i specijaliziranih škola. Uglavnom, upravo ovaj oblik dizajnerske i istraživačke aktivnosti trenutno postoji u potražnji sudionika (škola, sveučilišta, poduzeća) uključenih u oživljavanje inženjerske struke.
“Više” (pretpostavka)
Prijelomni iskorak u razvoju projektantskih i istraživačkih aktivnosti bio bi formiranje grupa koje čine studenti i učenici koji sudjeluju u realizaciji konkretnih projekata u određenim poduzećima, predstavljajući industrije intenzivne i inovativne industrije. Takav bi pristup omogućio maksimalni stupanj uronjenosti budućih inženjera u struku, dao bi nesumnjiv aplikativni značaj njihovom radu, kao i perspektivu uvođenja završenih razvoja u praksu.
Motivacija učenika u ovakvom bi modelu bila na najvišoj razini.
Što se tiče dizajnerskih i istraživačkih aktivnosti, zadatak br. 1 naše gimnazije je maksimizirati obuhvat učenika ovom aktivnošću na razini koja nije niža od "osnovne" i dati joj status obvezne komponente obuke školaraca. Osim toga, namjeravamo nastojati uvesti model “više” razine u gimnazije.
Možete li "prodati"? Na kongresu SEE-2016 razvila se zanimljiva rasprava na temu: Treba li inženjer ujedno biti i poduzetnik? moći komercijalizirati svoje ideje i razvoje, pronaći investitore za njih i “probiti” im put u život? Sudionici su se složili da je ova dvostruka uloga “inženjer-poduzetnik” više idealan model, i ne može se uzdići u rang standarda
. Iako, ako inženjer, bez ugrožavanja svoje profesionalnosti, na ovaj ili onaj način ovlada vještinama poduzetnika, onda se to može samo pozdraviti. Razumno rješenje su oni koji su stvoreni na raznim sveučilištima I premda naglasak u projektu “Inženjerske nastave” nije na komercijalizaciji inženjerskih razvoja, već na ovladavanju samom inženjerskom profesijom, rad na profesionalnom usmjeravanju vezanom uz inženjerski posao ne bi bio suvišan. U svakom slučaju, korisno je za školarca koji želi postati inženjer unaprijed zamisliti da prototip nečega što je stvorio inženjer, čak i ako je vrlo obećavajuće i traženo, nije kraj procesa, već samo početak čitavog kompleksa posebnih poslovnih događanja koja oživljavaju razvoj.
S tim u vezi nameće se sljedeća ideja: promicanjem inženjerske nastave u širem smislu moguće je pronaći korisno mjesto u tom procesu za neke učenike društveno-ekonomske nastave. U svakom slučaju, iskustvo naše gimnazije pokazuje da učenici u ovim razredima pokazuju interes za smjer “Inženjerski biznis i menadžment”. Čini se da uključivanje socio-ekonomskih klasa u interakciju s relevantnim fakultetima i odjelima sveučilišta ne samo da ne „preopterećuje“ projekt „Inženjerske klase“, već ga i razumno nadopunjuje zbog onoga što je gore rečeno o odvajanju od uloge samog inženjera i poduzetnika koji promovira razvoj inženjerstva u život.
IT – bez njih ne možete nikamo!
Kao što je jedan od govornika SEE-2016 prikladno primijetio, moderni zrakoplovi, rakete i mnoge druge vrste tehnologije su, na mnogo načina, IT proizvodi. U smislu da su njihov bitan dio softverski i hardverski sustavi koji ih kontroliraju. Što reći o “čistim” IT uslugama, koje se u potpunosti sastoje od stvarnih programa i predstavljaju ogromno polje djelovanja. I tu se javlja još jedan problem - nedostatak ne samo inženjera u klasičnom smislu riječi, nego i akutni nedostatak visokokvalificiranih programera. Još jedna potvrda toga dana je na Sveruskom obrazovnom forumu mladih „Teritorij značenja“ održanom u lipnju i kolovozu, odnosno na trećoj sjednici „Mladi znanstvenici i nastavnici u području IT-a“ koja je otvorena 13. srpnja 2016.
Stoga i ovaj problem zaslužuje rješavanje od škole. Vraćajući se ponovno na temu projektantskih i istraživačkih aktivnosti, prikladno je njihov sadržaj “obogatiti” informatičkim projektima i stvoriti uvjete da školarci stječu programersku praksu i sudjeluju u realnim projektima automatizacije procesa u poduzećima kao dio projektnih timova.
Na sastanku održanom 30. lipnja 2016. o planovima za razvoj projekta „Inženjerski razred u moskovskoj školi” za 2016./17., moskovski Odjel za obrazovanje izvijestio je da se već formira skupina partnerskih poduzeća iz IT industrije, koja bi se uključila u rad na profesionalnom usmjeravanju sa školskom djecom. Vjerojatno ćemo vidjeti još jedan trend - povećanje udjela učenika u inženjerskim razredima usmjerenih na rad u IT području i odabir odgovarajućih sveučilišta i odjela za upis.
Zaključak
Razumijevajući, uzimajući u obzir i reagirajući na postojeće i novonastale trendove u bilo kojem segmentu obrazovanja, posebno u okviru provedbe projekta „Strajarska klasa u moskovskoj školi“, nužan je uvjet za učinkovito osposobljavanje učenika.
Projekt "Inženjerski razred u moskovskoj školi" stvara uvjete za širenje mrežne interakcije između općih obrazovnih organizacija, visokoškolskih stručnih obrazovnih ustanova i istraživačkih i proizvodnih poduzeća. Udruživanje resursa sudionika projekta školarcima otvara nove stvarne putove do inženjerske profesije.
POČETAK STROJARSKOG OBRAZOVANJA U ŠKOLI
POČECI INŽENJERSKOG OBRAZOVANJA U ŠKOLAMA
A.C. Čitaj, A.S. Gračev
KAO. Chiganov, A.S. Gračev
Tehničko razmišljanje, inženjerstvo, fizika, matematika, informatika, tehnologija, obrazovanje, istraživanje, robotika, projekt, model, princip mreže.
U članku se govori o važnosti inicijalne izobrazbe inženjerskih kadrova u najranijoj fazi – u osnovnoj i srednjoj školi. Opisani su pristupi razvoju tehničkog mišljenja kod školske djece, koji omogućuju stvaranje održivog interesa za inženjerstvo među budućim studentima i diplomantima tehničkih sveučilišta u zemlji. Upozorava se na potrebu stvaranja pedagoških uvjeta za razvoj inženjerskih sposobnosti u srednjim školama. Razmatra se uloga pedagoškog sveučilišta u osposobljavanju nastavnika za rješavanje problema inženjerskog osposobljavanja učenika, posebno osposobljavanje nastavnika sposobnih za aktivno razvijanje tehničkog mišljenja učenika.
Tehničko razmišljanje, inženjerstvo, fizika, matematika, informatika, tehnologija, obrazovanje, istraživanje, robotika, projekt, model, princip mreže. Ovaj članak postavlja pitanje važnosti temeljne izobrazbe inženjera u najranijoj fazi - u srednjoj i srednjoj školi. Rad opisuje pristupe razvoju tehničkog razmišljanja učenika koji omogućuju motiviranje budućih studenata i diplomanata tehnoloških sveučilišta u zemlji. Autori ukazuju na hitnost stvaranja pedagoških uvjeta za razvoj inženjerskih vještina u srednjoj školi. Oni također smatraju uloga visokih učilišta u osposobljavanju nastavnika za rješavanje problema učenika, inženjerskom obrazovanju iu posebnom osposobljavanju nastavnika kako bi mogli razviti tehničko mišljenje učenika.
Trenutno Rusija doživljava akutni nedostatak visoko obučenog inženjerskog osoblja s razvijenim tehničkim razmišljanjem i sposobnim osigurati uspon inovativnih visokotehnoloških industrija.
O važnosti školovanja inženjerskog osoblja raspravlja se i na regionalnoj i saveznoj razini. Da to potvrdimo, citiramo govor ruskog predsjednika V.V. Putin “...Danas u zemlji postoji jasan nedostatak inženjerskih i tehničkih radnika, a prije svega radnika koji odgovaraju trenutnoj razini razvoja našeg društva. Ako smo nedavno govorili da smo u razdoblju opstanka Rusije, sada jesmo! Izlazimo u međunarodnu arenu i moramo ponuditi konkurentne proizvode, uvesti napredne inovativne tehnologije, nanotehnologije, a za to nam trebaju odgovarajući kadrovi. Ali danas ih, nažalost, nemamo...” [Putin, 2011].
Ovaj će rad opisati pristupe razvoju tehničkog mišljenja kod školske djece, što će stvoriti održivi interes za inženjerstvo među današnjom djecom – budućim studentima i diplomantima tehničkih sveučilišta u zemlji.
Planiramo utvrditi pedagoške uvjete za razvoj tehničkog mišljenja kod školaraca.
Željeli bismo izraziti našu iskrenu zahvalnost OK “RUSA/1” za financijsku i praktičnu podršku projektu “Obrazovni centar za prirodne znanosti nazvan. M.V. Lomonosov".
Po našem mišljenju, prekasno je probuditi interes za tehnologiju i izume kod mladog čovjeka koji završava srednju školu i priprema se za upis na fakultet. Potrebno je stvoriti pedagoške uvjete za razvoj tehničkog mišljenja u srednjoj školi, a podložno provođenju određenih razvojnih radnji iu ranijoj dobi. Po našem dubokom uvjerenju, ako je tinejdžer 11-13
godina, ne voli sam učiti s dizajnerom, nije strastven za lijepe i učinkovite tehničke dizajne i najvjerojatnije je već izgubljen za buduće inženjersko obrazovanje.
Za razvoj tehničkog mišljenja učenika od 8. do 11. razreda nužna je aktivna pozicija učitelja fizike, matematike, informatike ili tehnike, a to se može nazvati prvim pedagoškim uvjetom, budući da razvoj inženjerskih sposobnosti i, u konačnici, svjestan odabir profesionalnog smjera izravno će ovisiti o aktivnostima dječaka ili djevojčice. U isto vrijeme, aktivna pozicija učitelja ne može nastati sama od sebe; potreban je sustavan i svjestan razvoj i obuka budućeg ili već zaposlenog učitelja, usmjerena na ovladavanje pedagoškim tehnologijama koje omogućuju pripremu inženjera. Općenito, kao što kazalište počinje vješalicom, tako bi inženjersko obrazovanje trebalo započeti pripremom školskog učitelja za aktivnosti u tom smjeru. Zato je pedagoško sveučilište prvi korak u osposobljavanju učitelja koji može razviti i održavati motivaciju za tehničko stvaralaštvo kod učenika.
Smatramo potrebnim napomenuti da se ovaj problem nije pojavio jučer. Od 18. stoljeća ruska država vodi posebnu brigu o obrazovanju inženjerske elite, tzv. “ruskom sustavu inženjerskog obrazovanja”.
Kao što je ispravno primijetio V.A. Rubanov, “prije revolucije, nevjerojatno jak uragan jednom je prošao kroz Sjedinjene Države. Svi mostovi u državi su odneseni osim jednog. Onaj koji je dizajnirao ruski inženjer. Istina, do tada je inženjer bio otpušten - zbog... neopravdano visoke pouzdanosti strukture - to je bilo ekonomski neisplativo za tvrtku" [Rubanov, 2012, str. 1].
Postoje značajne razlike između inženjerske obuke prije revolucije i moderne države, piše istraživač u svom radu: “Ruski sustav temeljio se na nekoliko pro-
jednostavna, ali iznimno važna načela. Prvi je temeljno obrazovanje kao temelj inženjerskog znanja. Drugi je povezivanje obrazovanja s inženjerskom obukom. Treći je praktična primjena znanja i inženjerskih vještina u rješavanju aktualnih problema društva. To pokazuje razliku između obrazovanja i osposobljavanja, između znanja i vještina. Dakle, danas smo posvuda i nadahnuto pokušavamo podučavati vještine bez odgovarajućeg osnovnog obrazovanja” [Isto].
I još nešto: “... Bez fundamentalnog znanja, osoba će imati skup kompetencija, a ne skup razumijevanja, načina razmišljanja i vještina – ono što se zove visoka inženjerska kultura. Tehničke inovacije treba savladati “ovdje i sada”. Ali obrazovanje je nešto drugo. Čini se da Daniil Granin ima točnu formulu: “Obrazovanje je ono što ostaje kad se sve naučeno zaboravi” [Isto, str. 3].
Na temelju navedenog rezimiramo da je karakteristična značajka inženjerske izobrazbe čvrsta prirodoslovna, matematička i ideološka utemeljenost znanja, širina interdisciplinarnih sistemsko-integrativnih spoznaja o prirodi, društvu, mišljenju, kao i visoka razina općeg znanja. stručna i posebno stručna znanja. Ovo znanje osigurava djelovanje u problemskim situacijama i omogućuje nam rješavanje problema osposobljavanja stručnjaka s povećanim kreativnim potencijalom. Osim toga, vrlo je važno da budući inženjer ovlada tehnikama projektiranja i istraživačkih aktivnosti.
Dizajnersko-istraživačke aktivnosti karakterizira činjenica da se prilikom razvoja projekta elementi istraživanja nužno uvode u aktivnosti grupe. To znači da je na temelju “tragova”, neizravnih znakova, prikupljenih činjenica potrebno obnoviti određeni zakon, poredak stvari koji je uspostavila priroda ili društvo [Leontovich, 2003]. Takve aktivnosti razvijaju zapažanje, pažljivost i analitičke vještine, koje su sastavni dio inženjerskog razmišljanja.
Učinkovitost korištenja projektnih aktivnosti za razvoj tehničkog mišljenja potvrđuje se formiranjem posebnih osobnih kvaliteta učenika koji sudjeluju u projektu. Ove se kvalitete ne mogu svladati verbalno, one se razvijaju samo u procesu svrhovite aktivnosti učenika tijekom provedbe projekta. Pri provedbi malih lokalnih projekata glavni zadatak radne skupine je dobiti gotov proizvod zajedničkog djelovanja. Istodobno se razvijaju tako važne kvalitete za budućeg inženjera, kao što su sposobnost timskog rada, dijeljenje odgovornosti za donesenu odluku, analiza dobivenog rezultata i procjena stupnja u kojem je cilj postignut. U procesu ove timske aktivnosti svaki sudionik projekta mora naučiti podrediti svoj temperament i karakter interesima zajedničke stvari.
Na temelju analize znanstvenih izvora i svega navedenog, utvrdit ćemo glavne uvjete za razvoj tehničkog mišljenja učenika, nužnih za provedbu daljnjeg inženjerskog obrazovanja:
Temeljna obuka iz fizike, matematike i informatike prema posebno razvijenim programima koji su logički međusobno povezani i uzimaju u obzir tehnološku pristranost nastave ovih disciplina;
Sustavotvorni i integrirajući sve glavne discipline je predmet “Robotika i tehnologija”;
Aktivno korištenje druge polovice dana u obrazovnom procesu za projektiranje, istraživanje i praktične aktivnosti učenika;
Naglasak u nastavi nije na darovitim učenicima, već na učenicima zainteresiranim za razvoj tehničkog mišljenja (učenje ovisi o stupnju motivacije, a ne o prethodnim obrazovnim uspjesima);
Učenici se okupljaju u “strojarsku grupu” samo za obaveznu nastavu iz fizike, matematike i informatike, a ostatak vremena su u redovnoj nastavi (grupa za obuku).
sadašnji učenici nisu strukturno izdvojeni u poseban razred od svoje paralele);
Obuka “inženjerske grupe” temelji se na mrežnom principu.
Pogledajmo ove uvjete detaljnije.
Prvi uvjet koji ističemo je temeljna obuka u glavnim osnovnim disciplinama – fizici, matematici, informatici. Bez ključnih temeljnih znanja iz fizike i matematike teško je očekivati daljnji uspješan napredak učenika u ovladavanju osnovama tehničkog mišljenja. U isto vrijeme, temeljna izobrazba budućih fizičara i inženjera dvije su vrlo različite stvari. U razvoju tehničkog mišljenja glavni zahtjev iz predmeta fizike je stvarno razumijevanje pojava koje se događaju tijekom tehničke izvedbe konkretnog projekta. Dovoljna matematička priprema omogućuje vam da prvo napravite preliminarnu procjenu potrebnih uvjeta, a zatim točno izračunate uvjete za implementaciju budućeg uređaja. Strogo dokazivanje svojstveno matematičkim disciplinama i duboki teorijski uvid u bit fizikalnog fenomena nisu vitalna potreba inženjerske prakse (često to čak može štetiti donošenju informirane tehničke odluke).
Prema V.G. Gorokhov, “inženjer mora biti sposoban učiniti nešto što se ne može izraziti jednom riječju “zna” on također mora imati poseban tip mišljenja, različit od običnog i znanstvenog” [Gorokhov, 1987].
Temeljno osposobljavanje budućih inženjera ostvaruje se razvojem posebnih programa fizike, matematike i informatike, koji su u velikoj mjeri međusobno integrirani. Povećan je broj nastavnih sati u odnosu na redovni školski program (fizika - 5 sati umjesto 2, matematika - 7 sati umjesto 5, informatika - 3 sata umjesto 1). Proširenje programa događa se velikim dijelom zbog korištenja radionica u obuci, usmjerenih na rješavanje primijenjenih i tehničkih problema, kao i
također završava istraživačke projekte u poslijepodnevnim satima.
Predmet robotika je sistemotvoran i integrirajući za sve temeljne predmete studija. Stvaranje robota omogućuje spajanje fizičkih principa dizajna u jednu cjelinu, procjenu njegove implementacije, izračunavanje njegovih radnji i programiranje za postizanje određenog konačnog rezultata.
Za razliku od drugih sličnih škola, u kojima osnovno i dopunsko obrazovanje nisu povezani u jedinstven obrazovni proces, naši programi za njihovu provedbu koriste mogućnosti dopunskog obrazovanja u poslijepodnevnim satima. Obuhvaćaju radionice te dizajnerske i istraživačke aktivnosti školaraca. Tijekom ovog rada studenti dovršavaju male, cjelovite inženjerske projekte koji im omogućuju primjenu znanja stečenog u svim glavnim disciplinama. Ovi projekti uključuju sve glavne faze stvarne inženjerske aktivnosti: izum, projektiranje, dizajn i proizvodnju modela koji stvarno radi.
Drugi uvjet za izgradnju inženjerskog obrazovanja je da se ne usmjerava na nadarene učenike s visokim rezultatima, već na učenike zainteresirane za inženjerstvo, koji možda nemaju vrlo visoka postignuća u osnovnim predmetima. U našem obrazovanju nastojimo razvijati obrazovne sposobnosti i tehničko razmišljanje školaraca, koji se još nisu iskazali, iskorištavajući njihov veliki interes za ovo područje znanja. Tome su usmjereni posebni obrazovni postupci kao što su: izleti u muzeje i poduzeća, individualni i skupni turniri, posjeti sveučilišnim laboratorijima i organizacija nastave u njima. U tu svrhu, na Institutu za matematiku, fiziku, informatiku KSPU nazvan. V.P. Astafiev je stvorio poseban robotički laboratorij dizajniran za izvođenje nastave sa školskom djecom i studentima.
Trenutačno značajan broj škola ima specijalizirane fizikalno-matematičke razrede i moglo bi se pretpostaviti da takvi razredi uspješno pripremaju učenike sklone inženjerskim djelatnostima, no u stvarnosti to nije tako. U nastavi fizike i matematike detaljnije se izučavaju strukovni predmeti, ali to je sve, a to nikako ne omogućuje učenicima da detaljnije upoznaju zvanje inženjera, a još manje da “osjete” što znači biti inženjer.
U specijaliziranim razredima proučava se isti školski kurikulum, iako dublje, što će možda omogućiti djeci da bolje nauče ovaj ili onaj predmet, ali im ne pomaže u stjecanju vještina inženjera.
Inženjersko obrazovanje, uz izučavanje školskog programa, treba omogućiti učenicima da stečena znanja iz svih temeljnih predmeta spoje u jedinstvenu cjelinu. To se može postići uvođenjem jedinstvene tehničke komponente u programe glavnih predmeta (u njihov praktični i nastavni dio).
Osim toga, proces reforme postojećih obrazovnih struktura kako bi se identificirao specijalizirani razred bolan je i kontroverzan. Često je nevoljkost prijelaza u drugi razred i prekidanja postojećih društvenih i prijateljskih veza veća od interesa za novo kognitivno područje. Drugi argument protiv stvaranja namjenskih specijaliziranih razreda u školama je početni elitizam njihovog obrazovanja.
Po našem mišljenju, E.V. je zanimljivo govorio o maturantima škola fizike i matematike. Krylov: “...Radio sam na Sveučilištu u Novosibirsku na tečaju matematičke analize i promatrao buduću sudbinu diplomanata specijaliziranih škola. Uvjereni da znaju sve, često su se opuštali na prvoj godini sveučilišta i za godinu dana gubili od studenata koji su dolazili iz redovnih škola” [Krylov, Krylova, 2010., str. 4].
U projektu provodimo „Edukacijski centar za prirodne znanosti nazvan. M.V. Lomonosov (TsL)" za nastavu iz matematike, fizike i informatike, školarci se okupljaju u posebnom
dodijelili laboratorije iz svoje stalne nastave. Nakon završetka nastave za druge predmete, učenici se vraćaju na svoju uobičajenu uhodanu nastavu i služe kao vodiči i promicatelji dobrobiti razvoja inženjerskog obrazovanja u školskom okruženju.
U slučaju stvaranja namjenskog razreda rješavamo mnoge organizacijske probleme odjednom, ali u isto vrijeme uskraćujemo školarcima mogućnost razvijanja samostalnosti i odgovornosti, budući da se te kompetencije mogu razviti samo pod određenim uvjetima, a tih uvjeta nema kada studiranje u posebnom razredu.
Ovaj projekt smo razvili i provodimo ga od 2013. godine. Projektni tim uključuje zaposlenike Instituta za matematiku, fiziku i informatiku KSPU-a naz. V.P. Astafieva, predstavnici uprave i profesori gimnazije1. Na temelju našeg radnog iskustva 2013.-1014., naš projektni tim je došao do svjesne odluke o potrebi organiziranja strojarske škole na mrežnoj osnovi. Potreba za mrežnim uređajem diktirana je nemogućnošću osiguranja punog razvoja tehničkog mišljenja i inženjerskog obrazovanja korištenjem resursa bilo koje obrazovne strukture. Strojarsko obrazovanje je, naime, viševarijantno i zahtijeva sudjelovanje u obrazovnom procesu različitih predstavnika različitih razina obrazovanja (škola i fakultet), predstavnika proizvodnog sektora gospodarstva te roditelja.
Mrežna interakcija omogućuje zajednički razvoj originalnih obrazovnih programa. Na temelju timova svih sudionika projekta formira se zajednički tim nastavnika i predstavnika struke. Opremu i prostore svake organizacije dijele sudionici mreže, a projekt se zajednički financira.
Postoje dodatne obrazovne strukture unutar škole koje su spremne biti
partneri u ovoj edukaciji. Jedna od tih struktura izravno je namijenjena formiranju i razvoju tehničkog razmišljanja školaraca - to je „Centar za inovativnu kreativnost mladih (CYIT)“, gdje je instalirana jedinstvena digitalna oprema za 30-tipkanje, druga je „Istraživanje mladih“. Institut Gimnazije (MIIG)”, koja se u poslijepodnevnim satima bavi dizajnersko-istraživačkim aktivnostima sa školskom djecom.
Označimo sve ravnopravne subjekte trenutno uspostavljene mreže i otkrijmo njihove funkcije.
Krasnoyarsk University Gymnasium No. 1 “Univers” - osigurava i kontrolira radno opterećenje učenika u osnovnom obrazovanju u prvoj polovici dana i djelomično u drugoj.
Ustanove za dodatno obrazovanje (CMIT, MIIG) - provode projektno nastavno opterećenje učenika u poslijepodnevnim satima.
Pedagoško sveučilište (KSPU) - razvija i kontrolira obrazovne programe centra u smislu razvoja tehničkog mišljenja.
Poduzeća (RUSAL, Krasnoyarsk Radio Plant, ruski ogranak National Instruments) pružaju tehnološke aspekte i strukovnu obuku na temelju svojih centara za obuku i opreme.
Roditelji financiraju usluge dodatnog obrazovanja, sudjeluju u organizaciji terenskih događanja, te utječu na učenike preko pojedinih predstavnika inženjerskih zanimanja.
Ovakav mrežni uređaj moguć je uz rad jedinstvenog, otvorenog tima učitelja, predstavnika struka i zainteresiranih roditelja.
Istovremeno, svaki subjekt ove mreže može obavljati svoje specifične funkcije u zajedničkom obrazovnom procesu. U odnosu na Centar za prirodne znanosti nazvan. M.V. Lomonosova, trenutno dostupna mrežna struktura prikazana je na sl.
Riža. Dijagram mrežnog uređaja Centra
Vratimo se sada pitanju uloge pedagoškog sveučilišta u osposobljavanju kadrova za rješavanje problema inženjerske obuke učenika. Za pripremu učitelja koji je spreman aktivno razvijati tehničko mišljenje učenika, potrebno je njegovo posebno i ciljano usavršavanje. Tako se dogodilo da u okviru Instituta za matematiku, fiziku i računarstvo postoje sve potrebne stručne mogućnosti za školovanje takvog nastavnika. U sklopu instituta djeluju odjeli za matematiku, fiziku, informatiku i tehniku. Trenutno je institut razvio i usvojio dvoprofilni prvostupnički studij koji povezuje fiziku i tehnologiju. Program osposobljavanja budućih učitelja tehnologije trenutno se revidira na temelju ciljeva strojarske škole. Izmijenjen je program matematičke nastave za studente, dodani su kolegiji nacrtne geometrije, grafike i crtanja. Nastavni materijali iz trigonometrije, elementarnih funkcija i vektorske algebre značajno su izmijenjeni. Studenti tehničkog smjera podučavaju disciplinu “Robotika”. Trenutno de-
Pokušava se promijeniti nastava fizike povezivanjem radionica fizike s tehnološkim aplikacijama.
Bibliografija
1. Gorokhov V.G. Znati učiniti. M., 1987.
2. Krylov E.V., Krylov O.N. Je li prerani razvoj štetan za inteligenciju? // Akreditacija u obrazovanju. 2010. N 6 (41). Rujan.
3. Leontovich A.V. Osnovni pojmovi koncepta razvoja istraživačkih i projektnih aktivnosti učenika // Istraživački rad učenika. 2003. br. 4. str. 18-24.
4. Putin V.V. Mišljenja ruskih političara o nedostatku inženjerskog osoblja. 04/11/2011 // Državne vijesti (GOSNEWS.ru). Internetska publikacija [Elektronički izvor]. URL: http://www.gosnews.ru/business_and_ Authority/news/643
5. Rubanov V.A. Projekti u snu iu stvarnosti, ili O ruskom sustavu školovanja inženjera // Nezavisimaya Gazeta. 2012. 12. br.25.