Информационная система сопровождения деятельности федеральных инновационных площадок

Формирование экспериментальных и проектно - исследовательских умений обучаемых, как условие успешного развития инженерной деятельности.

2011

Зуев Пётр Владимирович доктор педагогических наук, профессор, кафедра теории и методики обучения физике, технологии и мультимедийной дидактики; Уральский государственный педагогический университет.

Захарова Елена Александровна студентка 4 курса Института математики физики информатики и технологий Уральского государственного педагогического университета.

Статья на тему: Формирование экспериментальных и проектно - исследовательских умений обучаемых, как условие успешного развития инженерной деятельности.

На сегодняшний день проблема инженерной деятельности в России занимает особое место. Страна остро нуждается в высококвалифицированных инженерных кадрах. Данная проблема актуальна не только на региональном уровне, но и на федеральном, подтверждением этого являются слова президента РФ В.В. Путина: «… Сегодня в стране существует дефицит инженерно-технических работников, рабочих кадров и в первую очередь рабочих кадров, соответствующих сегодняшнему уровню развития нашего общества. Если недавно мы еще говорили о том, что находимся в периоде выживания России, то сейчас мы выходим на международную арену и должны предоставлять конкурентную продукцию, внедрять передовые инновационные технологии, нанотехнологии, а для этого нужны соответствующие кадры. А их на сегодня у нас, к сожалению, нет» [1].

Развивать инженерно-техническое направление на этапе стремительного роста науки, техники и производственных технологий крайне необходимо. Именно инженерно-техническое образование позволит улучшить социально-экономическое состояние нашей страны. Подготовка инженерно-технических кадров, способных к проектно-исследовательской деятельности, направленной на создание и дальнейшее производство той продукции, которая будет конкурентоспособна на международном рынке и есть решение этой проблемы.

Однако, чтобы подготовка инженерных кадров стала более успешной, обучаемые должны быть заинтересованы в получении соответствующих профессий, а интерес к науке и технике необходимо прививать не в старших классах перед поступлением в ВУЗ, а с самого детства.

Начиная с 1 класса необходимо создать условия для вовлечения учащихся в экспериментальную, проектно-исследовательскую и конструкторскую деятельность, так как в младшем школьном возрасте учащиеся практически не взаимодействуют с реальными объектами. Даже при выполнении простых экспериментов и мини-проектов у ребенка возникает желание заниматься экспериментальной деятельность, повышается интерес, формируется комплекс необходимых универсальных умений, Учащиеся становятся более наблюдательными, внимательными у них происходит расширение кругозора [2].

Формирование проектно-исследовательских умений должно осуществляться не только на уроках, но и во внеурочной деятельности. Внеурочная форма деятельности играет значимую роль, так как именно она объединяет в себе: технологию проблемного обучения, работу в команде, проектную деятельность, и учебное экспериментирование.

Эксперимент у учащихся всегда вызывает большой интерес к исследованию природы и способствует формированию проектно-исследовательских умений учащихся, стимулирует их познавательную активность. В начальной школе важно использовать разнообразные опыты, которые приводят детей к пониманию основных законов природы путём размышления и сопоставления фактов, в данном случае учащиеся уже не получают знания в готовом виде.

Младший школьный возраст отличается любознательностью, а проведение исследований позволят ответить на интересующие вопросы, которые возникают у ребенка. Для исследований школьников можно предложить много разнообразных тем, например, «агрегатные состояния вещества», «звук и слух», «рычаги в природе», «электрические явления в природе», «свет и цвет» и т.д..

Развитие инженерного мышления учащихся и поддержание технической любознательности продолжается в средней школе. Эффективным является введение пропедевтических курсов физики, химии и технологии с 5 класса, это обусловлено тем, что учащиеся данного возраста легко воспринимают материал. Благодаря этим курсам дети получают базу знаний по школьным предметам, а также у них развивается логика, мышление и расширяется кругозор.

В пропедевтическом курсе физики каждое занятие содержит в себе обязательно практическую и исследовательскую часть; а изучение физических явлений и природных объектов происходит с использованием физического эксперимента.

На уроках учащиеся выполняют практические работы и проекты, проводят опыты, ведут наблюдения и исследования; подобная деятельность школьников позволяет формировать у них умения самостоятельной работы, с физическими приборами, лабораторным оборудованием, поиска реальными объектами природы.

Помимо работы на уроках экспериментальные и проектно - исследовательские умения школьников формируются в курсе внеурочной деятельности в частности при реализации элективного курса «Экспериментальная физика». Изучение физических законов и явлений в игровой форме, работа в небольших группах, не только вызывает интерес у учащихся, но и позволяет формировать экспериментальные и проектно-исследовательские умения.

Важным на данном этапе образования является разработка и проведение как демонстрационных, так и домашних экспериментов, а также создание самодельных физических приборов. Работы такого типа позволяют школьникам применять теорию на практике и создавать простейшие технические устройства и приборы своими руками.

В качестве примера можно привести изготовление: моделей фонтанов, «картезианского водолаза», моделей атомов, тепловых двигателей, электроскопа, электродвигателя, вазы Тантала, камеры – обскура, реактивного двигателя, катапульты и т.д.

Для выполнения домашних заданий учащимся можно предложить создание презентаций, рассказов и сочинений. Для выполнений таких заданий учащиеся должны: во-первых, поработать с дополнительной литературой, углубляя и расширяя знания по предмету, во-вторых, обратиться к своему жизненному опыту, в-третьих, мыслить нестандартно.

В старших классах в большей мере преобладает практико-ориентированное обучение. Целью данного этапа обучения служит формирование умений анализировать, оценивать, интерпретировать, преобразовывать, применять методы познания творческой деятельности в работе современного инженера. В 10-11 классах учащиеся занимаются изобретательской, конструкторской, созидательной и инновационной деятельностью [3].

Инженерное мышление характеризуется тем, что, осознанно и целенаправленно сгенерировав свою собственную идею, обучаемый ощущает потребность в её конструкторской проработке, другими словами, воплощении идеи в реальный проект по изготовлению технического объекта [4]. Старшеклассникам следует создать условия для изучения сложных бытовых приборов и для их усовершенствования, применяя свои знания и идеи.

Таким образом, развивая инженерное мышление у учащихся, начиная с самого детства, с помощью экспериментирования и проектно-исследовательской деятельности у детей формируется комплекс универсальных умений и навыков самостоятельной и конструктивной работы, что позволит им решать возникающие жизненные проблемы рациональным способом, а также отличаться креативностью и эффективной деятельностью.