МБОУ Кубинская СОШ №1 имени Героя РФ И.В. Ткаченко
магистрант ГАОУ ВО МГПУ ИППО
Одной из приоритетных задач в работе детского образования на современном этапе является развитие мышления и формирование познавательных процессов. Эта тема становится все более актуальной по нескольким причинам. Во-первых, социальный заказ в области образования требует подготовки квалифицированных специалистов, способных продуктивно мыслить. В связи с этим, требования к качественному уровню развития познавательных процессов, включая дошкольное образование, становятся особенно важными.
Развитие школьной зрелости ребёнка и успешность его будущего обучения в школе зависят от уровня познавательных процессов и познавательной активности, а также от качества знаний и умений, сформированных в младшей школе. Важно отметить, что возраст младшей школы является периодом наивысших возможностей для наиболее эффективного развития памяти, внимания, мышления и речи. Именно в этот промежуток происходит формирование фундамента личности.
One of the priorities in the work of children’s education at the present stage is the development of thinking and the formation of cognitive processes. This topic is becoming more and more relevant for several reasons. Firstly, the social order in the field of education requires the training of qualified specialists who are able to think productively. In this regard, the requirements for the qualitative level of development of cognitive processes, including preschool education, become especially important.
The development of a child’s school maturity and the success of his future schooling depend on the level of cognitive processes and cognitive activity, as well as on the quality of knowledge and skills formed in primary school. It is important to note that the age of primary school is the period of the highest opportunities for the most effective development of memory, attention, thinking and speech. It is during this period that the foundation of the personality is formed.
В обществе появляется все больше технологий, и они внедряются во все сферы человеческой жизни. Именно поэтому всё большое количество ученых уделяют внимание инновационным подходом к развитию детей дошкольного и младшего школьного возраста.
Информационные технологии и сервисы для обучения младших школьников появляются повсеместно и за последние годы многие школы России перешли на электронные журналы, дневники. Школы активно оборудуют интерактивными досками, интерактивным оборудованием. В образовательный процесс внедряются различные сервисы для учеников и учителей, которые помогают не только сделать урок интересным, но и сокращает время, затраченное на поиск дидактического материала учителем. Тем самым повышая не только мотивацию педагога, но он в первую очередь учащихся. Процесс этот был запущен в рамках национальной цели «Цифровая трансформация» в указе президента российской федерации «О национальных целях развития Российской Федерации на период 2030 года» [7].
Федеральный государственный образовательный стандарт нового поколения диктует свои правила, по которым учащиеся по окончании школы должны самостоятельно выполнять поиск по обретению новых знаний и информации, должны уметь самостоятельно делать выводы, решать проблемы, принимать решения, анализировать и так далее [8]. И все эти навыки формулируются через инженерное мышление.
Сейчас многие учреждения как дополнительного, так и основного образования вводят программы занятий, которые направлены на развитие исследовательского мышления у младших школьников. Из чего можно сделать вывод, что инженерное мышление встречается на всех ступенях образования.
Инженерная педагогика как направление профессиональной педагогической подготовки сформировалось вместе с переходом к цифровой эпохе и встал вопрос о выделении данного направления как отдельной науке. Обоснованием тому стало требование решения комплексных проблем развития инновационного образования, науки и производства. Так произошло выделение систем, определяющих прогресс с точки зрения экономики и технологий современного общества.
Анализируя сервисы по поиску работы, можно сделать вывод, что профессия инженера является одной из самых популярных поисковых запросов за последние несколько лет. Инженерное мышление находят отражение в каждой профессии современного общества.
Педагог может формировать инженерное мышление учеников посредством внедрения его элементов в процесс урока, однако, самым эффективным способом развития инженерного мышления младших школьников необходимо назвать внеурочную деятельность, где каждое занятие будет преследовать непосредственно самой целью формирование инженерного мышления. Применяя современные технологии. педагог может заложить не только формирование конкретного навыка, но и может развивать информационные компетенции, что в современном мире просто необходимо.
Что же такое инженерное мышление? Разберём это понятие. Для понятия «мышление» существует множество определений, так как данный процесс является предметом изучения многих дисциплин, например, С. Л. Рубинштейн писал: «Мышление – социально обусловленный, неразрывно связанный с речью психический процесс самостоятельного искания и открытия человеком существенно нового, т. е. процесс опосредованного и обобщенного отражения действительности в ходе ее анализа и синтеза, возникающий на основе практической деятельности из чувственного познания и далеко выходящий за его пределы». [6]
В большинстве определений таких психологов как В. В. Богословский, А. А. Крылов, Б. Г. Мещеряков, В. П. Зинченко, Е. И. Бондарчук, Г. Г. Гранатов и др. мышление рассматривается как «психический процесс, осуществляемый в результате мыслительной деятельности человека», как «высшая форма психического отражения», как «форма внутренней деятельности».
В педагогике мышление строится на переосмысливании уже имеющейся и новой информации. Это происходит посредством открытия нового знания решения существующих трудностей. В этом случае мышление понимается как система взаимосвязанных действий, которые выполняются человеком посредством его мыслительной деятельности. Именно поэтому умение работать с информацией и обрабатывать её очень важно.
Наблюдая за окружающим миром, мы вырабатываем понятия, которые помогают нам описывать и классифицировать объекты. Например, мы можем выделить понятие «животное» и определить его общие характеристики, такие как наличие организованной клеточной структуры, способность к росту и размножению.
Категории, в свою очередь, позволяют нам классифицировать объекты на более узкие группы, основываясь на их общих свойствах. Например, мы можем выделить категорию «млекопитающие» и определить ее общие характеристики, такие как наличие молока и волосяного покрова.
Суждения и умозаключения помогают нам делать выводы на основе имеющихся знаний и опыта. Гипотезы и законы позволяют нам объяснять явления, которые мы наблюдаем, а теории — объединять несколько законов и гипотез в единый комплексный подход.
Таким образом, мышление проявляется в различных формах и помогает нам лучше понимать мир вокруг нас. Оно позволяет нам обобщать знания и делать выводы, которые помогают нам принимать важные решения в жизни.
Проблемные ситуации – ситуации, когда недостаток информации или знаний становится препятствием для её решения. Использование таких ситуаций активно применяется педагогами в образовании и носит название предметного обучения. Активизация умственной деятельности школьников может достигаться разработкой различных задач и проблемных вопросов, направленных на развитие их познавательных и общеучебных умений. Этот процесс заставляет учащихся мыслить с другой точки зрения и предполагает использование различных видов учебной деятельности:
1) постановка задачи и ограничение зоны поиска решения;
2) построение гипотезы и проверка ее подтверждения или опровержения;
3)рефлексия, осознание выполненных действий и полученных результатов. [3].
Нельзя забывать и тот факт, что мышление можно подразделять на виды и типы. Виды мышления – это структурные особенности мышления. Так как мышление носит личностный характер, то видов мышления можно выделить столько же, сколько и типов характера и других личностных особенностей человека. Типы мышления выделяют исходя из научных знаний или практической деятельности человека – математическое, инженерное, экономическое, логическое, речевое, понятийное и другие.
«Инженерное мышление – особый вид мышления формирующийся и проявляющийся при решении инженерных задач, позволяющий быстро, точно и оригинально решать, как ординарные, так и неординарные задачи в определенной предметной области, направленные на удовлетворение технических потребностей в знаниях, способах приема с целью создания технических средств и организации технологии. Включает техническое, конструктивное, исследовательское и экономическое мышления» [4].
На российском рынке труда нужны 222 тыс. работников в области цифровых технологий. К 2024 году их число вырастет до 300 тыс. Инженерное мышление является объектом изучения таких наук, как педагогика, психология, философия, технические науки. Вопросами развития инженерного мышления занимались ученые и педагоги Н. П. Аникеев, Н. И. Болдырев, Л. Ю. Гордин, А. С. Макаренко, С. А. Шмаков, А. Ю. Федосов и другие.
Самым важным в инженерном мышлении – умение решать реальные задачи по ходу решения которых необходимо спланировать способ осуществления, взвесить и принять решение, продумать действия наперед.
Обладая этим мышлением, человек может посмотреть на ситуацию с разных сторон, учесть все её составляющие, предугадать тот или иной шаг и его последствия. Важная составляющая инженерного мышления – поиск и анализ противоречий и их преодоление. Поэтому, развитие инженерного мышления начиная с младшего школьного возраста является неотъемлемой частью современного образования в России и других странах мира [3].
Вопрос развития инженерного мышления рассматривали Израильские ученые Sh. Woks, N. Sabag, E. Trotskovsky, которые подразделяли типы мышления на научное и инженерное и считали, что для инженерного мышления характерны такие особенности как: толерантность в отношении идей, креативность и работа в команде.[1,9]
Рассматривая инженерное мышление в современной отечественной литературе, можно увидеть различные трактовки его определения, но традиционно данное понятие рассматривается в литературе, связанной с подготовкой инженерных кадров в высших учебных заведениях.
Инженерное мышление – сложное системное образование, объединяющее в себя разные типы мышления: логическое, образно – интуитивное, практическое, научное, эстетическое, экономическое, экологическое, эргономическое, управленческое, коммуникативное и творческое. (В. Е. Столяренко, Л. Д. Столяренко)
Инженерное мышление – сложное системное образование, включающее в себя синтез образного и логического мышления и синтез научного и практического мышления. (Н. Ю. Гутарева)
Инженерное мышление – это системное техническое мышление с элементами творческой деятельности, включающее в себя разные смежные типы мышлений (Т. Н. Лебедева) [2]
Исследователи А. П. Усольцев и Т. Н. Шамало говорят о том, что инженерное мышление можно считать частным случаем инновационного мышления и в современных условиях ему присуще те же свойства.
Рассмотрим эти свойства подробнее.
- Первым свойством инженерного мышления авторы выделяют политехничность, именно оно отражает специфику, которая определяет деятельность человека в технической сфере. Это свойство характерно на современном производстве в сферах проектно – конструкторской, производственно – технологической и других видах деятельности.
Данное свойство имело отголоски в советской методологической школе как принцип политехнизма, который активно применялся в системе обучения и воспитания: трудовое воспитание, знакомство с теорией и практикой производств. Проводилось большое количество научно-педагогических исследований, выходящих за пределы теории: функционировали кружки и секции по всевозможным направлениям технической направленности, велось сотрудничество с производствами, велась организация бригад с возможностью прохождения производственных практик в том числе и с денежным вознаграждением.
В настоящее время данный принцип используется на уроках окружающего мира, истории и обществознания [8]. Происходит ознакомление с теорией производств, но кружки и секции технической сферы по-прежнему популярны и не испытывают дефицита в участниках. В последние годы большую популярность обретают кружки робототехники и программирования. В том числе и с использованием популярных конструкторов Lego.
- Инженерное мышление является конструктивным, то есть обладает свойством рационально и реалистично ставить достигаемые цели. Данное свойство так же позволяет выбирать рациональные методы и средства для достижения поставленных целей, а также грамотно планировать последовательность действий. При необходимости — на разных этапах вносить изменения в свой проект. Эффективными методами и способами здесь являются выставки, конкурсы, и другие похожие события. Большую роль в формирование инженерного мышления будут играть проекты, исследования, которые создают обучающиеся, выступления на уроках с докладом или презентацией.
- Инженерное мышление проявляет себя как научно-теоретическое. Это свойственно всем категориям и видам мышления. Согласно А. Н. Леонтьеву, С. Л. Рубинштейну и другим, задача есть цель, данная человеку в определенных условиях. Решение задачи включает поиски способа достижения поставленной цели, а также само выполнение действия, определяемого этой целью. В ходе поиска способа решения человек осуществляет ориентацию в условиях задач, их исследование, познание, то есть мышление. (А. З. Зак). Решение задачи в инженерном деле – это неотъемлемая часть, обойти которую просто невозможно. Множество различных действий строится на знании теоретического материала. Важнейшее значение в формировании этого качества инженерного мышления играют математические дисциплины, изучаемые в школьной программе. Можно говорить о том, что значимой в этом контексте будет являться концепция В. В. Давыдова, в которой предлагается изучать материал по принципу «от общего к частному».
- Инженерное мышление очень тесно связано с преобразованием окружающего мира. Например, создание моделей (чертежи, схемы, алгоритмы и прочее) невозможно без представления их в действительности. Мыслительное материальное воплощение. Сюда же относится интуитивное предсказание событий или явлений, хода реальных процессов и другого.
- Инженерное мышление является творческим. Оно выходит за рамки привычного и обыденного. Творческое мышление чаще всего приводит к новым результатам. Создание нового, перевоплощение из старого, новые способы решения задач, и всё то, что напрямую связывает инженерное мышление с творчеством. Во многом развитию данного свойства способствуют гуманитарные, творческие науки, школьные дисциплины.
- Последнее свойство, которое выделяют авторы – социально-позитивное, оно характеризуется тем, что инженерное мышление всегда направлено на создание — в основе этого лежат идеи гуманизма (Усольцев А. П. о понятии «инженерное мышление»).
Под свойства инженерного мышления отлично подстраивается продукция Шведской компании Lego. Однако 12 июля 2022 г. Lego решила полностью прекратить коммерческую деятельность в России. Как же продолжить работу с этим чудесным конструктором во благо инженерного мышления младших школьников и делать это официально?
Ответом на этот вопрос служит программа Lego Digital Designer. Эта программа свободна для скачивания в сети Интернет и служит для создания виртуальных моделей Lego. С помощью этой платформы младшие школьники могут создавать сложные структуры и экспериментировать с разными вариантами конструкций из знакомых кубиков конструктора. Установка и использование программы просты, она работает на большинстве компьютеров.
Платформа Lego Digital Designer включает в себя функционал, позволяющий строить из кубиков прототипы реальных моделей и виртуальных миров с возможностью быстрых изменений в соответствии с поставленными задачами. В процессе работы учащиеся смогут не только создавать конструкции, но и улучшать свои навыки в области научного исследования, разработки и тестирования новых идей.
Начинать работу с данной программой стоит с занятий непосредственно с самими кубиками Lego. Нужно провести работу по коллективной классификации элементов для дальнейшего удобства учащихся в программе. Так как программа не русифицирована, то целесообразно подписать детали на английском языке. Это может облегчить работу в программе в дальнейшем.
После проведённой работы и построения простых предметов в объёме можно переходить в само приложение. Объяснение функционала безусловно нужно проводить поэтапно с постоянным возвратом к уже изученным механикам и кнопкам с возможностью свободного самостоятельного их изучения. В Lego Digital Designer сложно что-то сделать безвозвратно. Поэтому кнопки «отмены» и «повтора» стоит изучить в первую очередь наравне с созданием поля и изучением категорий элементов.
Первые объекты могут быть выполнены в формате «вид сверху», когда вид сбоку не имеет большого значения. Так учащиеся смогут лучше увидеть, как блоки становятся друг на друга и смогут лучше освоить движение камеры на рабочем пространстве.
После освоения этой не самой удобной для Lego механики можно переходить в объёмные объекты. Как и в обычном конструкторе первые шаги и объекты моделируются при помощи инструкции педагога с комментированием и наглядностью. Инструкций в сети Интернет более чем предостаточно и у самих учащихся их наверняка тоже много.
Что-бы не потерять интерес целесообразно чередовать фронтальную работу с индивидуальной и коллективной. Таким образом будет происходить коллективизация и развитие креативного мышления, поскольку объекты не обязательно должны быть такого-же цвета как в инструкции. Креативность так же развивается в связи с тем, что банк элементов конструктора может отличаться от выбранной педагогом инструкции. И тогда необходимо подобрать близкие по внешнему виду и функционалу блоки.
Для лучшего развития инженерного мышления целесообразно строить сначала реальную модель с последующим переносом её в программу.
Lego Digital Designer станет полезным инструментом для развития инженерного мышления младших школьников. Она позволяет учащимся решать нестандартные задачи путём экспериментирования с различными вариантами конструкций. Это поможет развитию креативности, интуиции, логического, пространственного и абстрактного мышления.
Одним из главных преимуществ платформы стоит назвать возможность проектирования без физической модели. Это помогает путём проб и ошибок понять, как работают различные элементы в разных условиях и позициях, что способствует развитию критического мышления.
Разнообразие деталей, форм и цветов наталкивают экспериментировать с разными вариантами конструкций, после чего посредством коллективного обсуждения или запуском непосредственно модели производить коррективы без потери функциональности. Все это развивает их навыки инициативы, креативности, внимательности к деталям и умения уверенно пользоваться средствами компьютерной обработки информации.
Lego Digital Designer может быть использован для проведения уроков.
При работе с программой дети не только проявляют свою фантазию и креативность, но и учатся решать задачи. Например, они должны придумывать способы соединения деталей таким образом, чтобы получилась устойчивая модель. Кроме того, при создании сложных конструкций учащиеся обучаются анализировать трудности и находить простые и эффективные решения.
В заключении можно отметить, что использование платформы Lego Digital Designer в обучении младших школьников может оказаться очень полезным для развития исследовательского мышления учеников.
Во-первых, благодаря данной платформе дети могут создавать свои собственные модели из конструктора Лего. Это не только способствует развитию творческого мышления, но и требует от ребят аналитических навыков при проектировании и расчете деталей.
Во-вторых, работа в программе помогает ученикам научиться строящемуся мышлению. Они должны продумывать каждый шаг своих действий заранее и предугадывать возможные последствия. Таким образом, дети получают опыт работы с логикой и принципами системного подхода к решению задач.
Наконец, использование платформы Lego Digital Designer может стимулировать интерес учеников к инженерии и наукам о технологиях. Работая с такой программой, они начинают осознавать возможности математических вычислений в повседневной жизни и видят в этом потенциальную профессиональную перспективу.
Таким образом, использование платформы Lego Digital Designer в качестве средства развития исследовательского мышления младших школьников может оказаться очень эффективным методом. Она не только помогает ученикам развивать технические навыки, но и способствует формированию личностных качеств, таких как творчество, аналитическое мышление и интерес к наукам.
Список литературы
- Белоусова. И.Д. Базовый инструментарий разработки основных образовательных программ в парадигме компетентностного подхода (на примере информационных систем) Текст] / И.Д. Белоусова // Международный журнал экспериментального образования. – 2013. – № 10- 1. – С. 12-15
- Лебедева Т.Н. Инженерное мышление: определение и состав его компонентов //Актуальные проблемы гуманитарных и естественных наук URL: https://cyberleninka.ru/article/n/inzhenernoe-myshlenie-opredelenie-i-sostav-ego-komponentov
- Муртазина Наталия Алексеевна. Актуальные проблемы дошкольного и начального математического образования и информатики Текст] : монография / Н. А. Муртазина, Н. П. Ходакова, С. Е. Шукшина. -Ульяновск : Зебра, 2019. — 111 с.
- Мустафина Д. А., Рахманкулова Г. А., Короткова Н. Н. Модель конкурентоспособности будущего инженера-программиста / Д. А. Мустафина, Г. А. Рахманкулова, Н. Н. Короткова. // Педагогические науки. – 2010. – №8. – С. 16-20
- Приказ Министерства просвещения РФ от 31 мая 2021 г. № 287 «Об утверждении федерального государственного образовательного стандарта основного общего образования»
- Рубинштейн, С. Л. О мышлении и путях его исследования [Текст] / Акад. наук СССР. Ин-т философии. — Москва : Изд-во Акад. наук СССР, 1958.
- Указ Президента РФ «О национальных целях развития Российской Федерации на период 2030 года» от 21.07.2020 № 474
- Федеральный государственный образовательный стандарт начального общего образования
- Jackson R. Engineering for the primary classroom // Teacher educator subject age. 2015. № 5. Р. 4-5.
http://izvestia-ippo.ru/kondratovich-v-v-platforma-lego-digital-designer-kak-sre/