Формирование инженерного мышления обучающихся в процессе проектной и исследовательской деятельности как средство достижения качественных результатов ФГОС среднего общего образования
Флягин Владислав Сергеевич, учитель физики
Муниципального автономного общеобразовательного учреждения
«Средняя общеобразовательная школа № 7»
Инженерное мышление представляет из себя вид профессионального мышления, формирующийся и проявляющийся в способности самостоятельно ориентироваться в новых технологиях, в их рационализации, модернизации и их внедрении в производство.
В основу формирования данного вида мышления легла модель [1], согласно которой инженерное мышление включает следующие компоненты: техническое (умение анализировать состав, структуру, устройство и принцип работы технических объектов), конструктивное (построение определенной модели решения поставленной задачи), исследовательское (определение новизны в задаче, умение сопоставить с известными классами задач, умение аргументировать свои действия, полученные результаты и делать выводы) и экономическое (рефлексия результата деятельности с позиций требований рынка).
Формирование инженерного мышления у подростка непосредственно связано с умением ставить и решать практические технические, конструкторские задачи. При поступлении в среднее профессиональное или высшее учебное заведение на инженерную специальность у абитуриента уже должны быть сформированы элементы инженерного мышления. Поэтому возникает проблема в организации такой специально направленной траектории обучения еще до выбора профессиональной деятельности. Такой подход должен отвечать современным требованиям рынка к организации дополнительного образовательного пространства. Он должен позволять выявить и развить у будущих студентов творческие способности, интерес к научно-исследовательской деятельности, создать необходимые условия для поддержки одаренных детей, пропаганды научных знаний и самореализации обучающихся через различные виды деятельности.
Внедрение технологии проектного обучения в образовательную деятельность актуально, поскольку наряду с овладением обучающимися предметными знаниями происходит разностороннее развитие личности.
Этапы работы над проектом
Прое́кт (от лат. projectus — брошенный вперед, выступающий, выдающийся вперёд) — замысел, идея, образ, воплощённые в форму описания, обоснования, расчётов, чертежей, раскрывающих сущность замысла и возможность его практической реализации.
Типы проектов
1. Практико-ориентированный. Цель – решение практических задач, поставленных заказчиком. Проектным продуктом могут стать учебные пособия, макеты и модели, инструкции, памятки, рекомендации и т.п. Такой продукт имеет реальные потребительские свойства – он способен удовлетворить насущную потребность конкретного заказчика, класса, школы, группы лиц и т.д.
2. Исследовательский. Цель – доказательство или опровержение какой-либо гипотезы. Проект выполняется по аналогии с научным исследованием: обязательное обоснование актуальности исследуемой проблемы, выдвижение гипотезы, осуществление эксперимента, проверка различных версий, анализ, обобщение и обнародование результатов. Проектным продуктом в данном случае является результат исследования, оформленный установленным способом.
3. Информационный. Цель – сбор информации о каком-либо объекте или явлении для представления ее заказчику и дальнейшего использования по его усмотрению. Проектным продуктом могут стать оформленные оговоренным с заказчиком способом статистические данные, результаты опросов общественного мнения, обобщение высказываний различных авторов по какому-либо вопросу и т.п. Результаты информационных проектов могут быть использованы в качестве дидактического материала к урокам, опубликованы в школьной газете или выложены в Интернете.
4. Творческий. Цель – привлечение интереса публики к конкретной проблеме. Данный проект характеризуется свободным, творческим подходом к трактовке проблемы, ходу работы и презентации результатов, которыми могут стать литературные произведения, произведения изобразительного или декоративно-прикладного искусства, видеофильмы и т.п.
5. Игровой или ролевой. Цель – предоставление публике возможности участия в решении конкретной проблемы. Проектным продуктом, как правило, является мероприятие (игра, состязание, викторина, экскурсия и т.п.). При этом автор проекта выступает в какой-либо роли (организатор действия, ведущий, режиссер-постановщик, судья, литературный персонаж).
Тип проекта зависит от его цели и, в свою очередь, определяет ведущий тип деятельности, которую будет осуществлять учащийся в ходе работы. Иными словами, подбирая определенный тип проекта, учитель управляет активной деятельностью учащегося, формируя у него необходимые знания и умения.
Этапы работы над проектом
Проблематизация
Началом работы над проектом, побудительным стимулом к деятельности является наличие проблемы. Причем не всякая проблема заставляет человека действовать. Процесс пойдет, когда исходная проблема проекта приобретет личностную окраску. На этом этапе учителю предстоит кропотливая индивидуальная работа с учеником.. В самом начале работы над проектом – на этапе проблематизации желательно познакомиться с критериями оценивания проекта. Изучение критериев поможет четче понять, как сформулировать исходную проблему проекта, какой будет его цель.
Данный этап является наиболее сложным для учащихся – необходимо определить проблему проекта и, соответственно, сформулировать его тему. Трудность взаимодействия учителя и ученика на этом этапе обусловлена прежде всего тем, что в этот момент ребенок практически не мотивирован к работе. Самый неэффективный способ – прямое принуждение. Поэтому в самом начале работы над проектом необходимо проявить максимальный педагогический такт. Из проблемы проекта следует его тема, которая часто является краткой формулировкой исходной проблемы.
Целеполагание
Когда проблеме проекта удается придать личностно значимый характер, у ученика возникает первичный мотив к деятельности. На этом этапе дети высказывают большое количество идей, зачастую самых фантастических. Увлекшись темой проекта, они часто не соизмеряют свои возможности и желания. Если учитель уверен, что ученик сможет преодолеть возникшие трудности без ущерба для работы, возможно, не стоит его одергивать. Если же такой уверенности нет, лучше уже сейчас внести ясность в цель работы. В любом случае необходимо, чтобы учащийся помнил, что достижение цели проекта должно способствовать решению исходной проблемы.
Планирование
У нас есть исходная проблема проекта. Надо спланировать все шаги от исходной проблемы до реализации цели проекта. Это этап планирования. Сейчас предстоит придать появившимся идеям и отдаленным целям более приземленный характер, разложив их на отдельные шаги, определив задачи и способы работы, наметив сроки и оценив имеющиеся ресурсы. Планирование представляет определенную трудность для многих учащихся – потребуется серьезная помощь учителя, важно только не начать планировать работу вместо ребенка. Надо лишь показать алгоритм планирования.
Задайте своему ученику следующие вопросы:
Что необходимо сделать, чтобы достичь цели проекта? – Ответ на этот вопрос поможет разбить весь путь от исходной проблемы до цели проекта на отдельные этапы и определить задачи.
Как ты будешь решать эти задачи? – Определение способов работы на каждом этапе.
Когда ты будешь это делать? – Определение сроков работы.
Что у тебя уже есть для выполнения предстоящей работы, что ты уже умеешь делать? – Выявление имеющихся ресурсов.
Чего у тебя пока нет, чего ты еще не умеешь делать? – Выявление недостающих ресурсов.
Последовательно отвечая на эти вопросы, ученик сможет разработать план своего проекта. Часто именно на этом этапе цель работы приобретает более реалистический характер, что иногда приводит к снижению мотива. В этот момент необходимо поддержать ученика, помочь ему не опустить руки.
Затем думаем, как мы будем действовать, какие способы применять для решения задач каждого этапа. Нам потребуется работа с литературой по теме проекта – мы будем собирать информацию, анализировать ее, сравнивать различные точки зрения и факты, делать выводы. Теперь необходимо продумать, в каком порядке будут выполняться все эти задачи, можно ли будет изменить ход работы, если возникнут какие-то проблемы, – например, сначала провести опрос, а потом изучать литературу и собирать информацию. Мы знаем, когда будет проходить защита проекта, – значит, нужно распланировать сроки выполнения всех этапов работы, продумать ее график.
И еще следует подумать, какие ресурсы для предстоящей работы у нас есть и что еще нам понадобится:
4.Реализация
На следующем этапе будет проходить реализация намеченного плана - можно приступать к работе в соответствии с разработанным планом и графиком, имея в виду, что в случае необходимости придется внести некоторые изменения в первоначальный план. Здесь придется следить, чтобы ученик не потерял мотив к работе. Обязательно возникнут какие-то трудности, возможно, объективного характера, однако это не причина для простоя в работе. В этом случае придется вносить изменения в первоначальный план – это может вызвать разочарование и, как следствие, снижение интереса.
У многих подростков пока не сформировано чувство времени. Им часто кажется, что времени много, можно не торопиться и отложить работу на потом. Подумайте, стоит ли вмешиваться и подгонять – может быть, данному ученику полезно иногда попадать в цейтнот? Есть люди, которые эффективнее работают в условиях дефицита времени. Правда, это не относится, например, к тревожным личностям. В любом случае, выстраивая свое взаимодействие с учащимся, надо хорошо представлять себе его индивидуальные особенности.
Создание проектного продукта
Как правило, самым увлекательным во всей работе над проектом является создание проектного продукта. Здесь ребята обычно проявляют большую активность, действуют самостоятельно, творчески. Иногда процесс создания продукта затягивается из-за того, что эта работа очень увлекает автора, он постоянно что-то совершенствует, придумывает все более оригинальные решения. Необходимо лишь обращать его внимание на время, оставшееся до защиты. При создании проектного продукта необходимо внимательно изучить соответствующий критерий оценивания (см. Приложение) – это поможет понять, каким должен быть продукт.
Проектный продукт является воплощением результата работы, найденного автором способа решения исходной проблемы проекта.
Презентация проектного продукта
Каким бы ни был проектный продукт по своему виду и жанру, он должен «полностью соответствовать требованиям качества (эстетичен, удобен в использовании, соответствует заявленным целям)» – так сформулировано требование к проектному продукту, который может претендовать на высший балл по критерию «Качество проектного продукта» (см. Приложение).
При работе над проектным продуктом автор должен все время помнить, что он создает продукт не только для себя, но и для любого другого человека, если тому придется столкнуться с проблемой, решению которой посвящен данный проект.
Отчет о проделанной работе
После того как выполнены все запланированные шаги и создан проектный продукт, необходимо написать отчет о работе над проектом, его письменную часть. Отчет о ходе работы – очень важная часть проекта. Написание отчета представляет значительные трудности, особенно для тех, кто не имеет опыта работы над проектом.
Умение точно выполнять инструкции – важнейший навык, который будет многократно востребован в дальнейшем. В целом на написание отчета желательно оставить примерно треть всего времени работы над проектом. Задача учителя – помочь подростку корректно и лаконично описать весь ход работы.
Без письменной части проект во многом теряет смысл, так как именно здесь учащийся осуществляет рефлексивную оценку всей своей работы. Письменная часть проекта связана с самооценкой, поэтому она может представлять некоторые трудности для подростка, у которого еще не сформировано адекватное представление о себе. Это в значительно степени способствует формированию адекватной самооценки у подростков. В этом еще один воспитательный потенциал работы над проектом.
Презентация проекта
Презентация – это витрина проекта. Все должно быть подчинено одной цели – наилучшим образом показать результат работы и компетентность ее автора, которую он приобрел в процессе этой работы. Самопрезентация, умение в выгодном свете показать себя, не теряя при этом чувства меры, – важнейший социальный навык.
Регламент презентации, как правило, предоставляет не более 7–10 мин. на выступление. За это короткое время необходимо рассказать о работе, которая осуществлялась на протяжении нескольких месяцев, была связана с обработкой большого массива информации, общением с различными людьми, сделанными автором открытиями, – обо всем хочется рассказать. По этой причине презентационные выступления часто не укладываются в регламент.
Итак, две основные проблемы презентации – это речь и регламент. Очень важно научить детей выбирать самое главное, коротко и ясно излагать свои мысли. Лучше, если текст будет написан в виде тезисов. В ходе презентации автору проекта, может быть, придется отвечать на вопросы публики. К этому надо быть готовым. Ответ на любой вопрос лучше начинать с благодарности тому, кто его задает
Таким образом, инженерный проект:
способствует повышению интереса учащихся к инженерной профессии и получению высшего образования инженерно-технического профиля;
способствует усилению деятельностного компонента (формирование умения самостоятельно искать, обрабатывать информацию, анализировать, оценивать, принимать взвешенные решения);
позволяет получить опыт решения инженерных задач;
помогает более четко установить связь между теорией и практикой;
способствует развитию творческого мышления учащихся;
способствует получению дополнительных естественнонаучных и экономических знаний.
Достоинство проектного обучения заключается в том, что оно подразумевает получение конкретного практического результата (продукта) и его публичного предъявления с использованием информационно-коммуникационных технологий. Такой подход используется на протяжении всего срока реализации дополнительной общеобразовательной программы, что способствует повышению познавательного интереса обучающихся к естествознанию и формированию навыков самостоятельной работы с информацией, а также навыков работы с мультимедийными презентациями.
3
513
97 243 
